Sc_2（WO_4）_3型構造を有するAl_2（WO_4）_3-Ln_2（WO_4)_3系固溶体単結晶（Ln＝Lu，Eu）の育成とイオン伝導特性

摘要

我々は近年、Sc_2（WO_4）_3型構造を持つ一連のR_2（WO_4）_3（R：Al，Sc，Er-Lu）およびその固溶体が3価のイオン伝導体であることを実証してきた。 Sc_2(WO_4)_3型構造を保持するタングステン酸塩の中でも最も3価イオン半径の小さいAl_2（WO_4〉_3（Al~(3+)イオンイオン半径：0.0675nm）は従来の固相反応ではSc~(3+)イオン（0.0885nm）よりイオン半径の大きい3価の希土類イオンを固溶させることは不可能であった。 そこで本研究ではSc~(3+)イオンより大きいイオン半径をとるLu~(3+)、Eu~(3+)をAl_2(WO_4)_3に固溶させるため2種類の方法で固溶体単結晶の育成を目指した。 ここではAl_2(WO_4)_3単結晶（カソード側）とLn_2(WO_4)_3多結晶（Ln＝Lu，Eu）（アノード側）を用いて直流電気分解により強制的にLn~(3+)イオンをAl_2(WO_4）_3単結晶中に注入する電気化学ドーピング法、および固相-液相反応を利用するチョクラルスキー（CZ)法を用いることにより新規固溶体の作製を目指した。