電気伝導性セラミックスの展開とその応用：機能性酸化物における結晶化学

摘要

今日までに数多くの機能性酸化物材料が開発されており，高度な生活レベルを支える重要な素材として様々な用途に使われているだけでなく，実用材料候補としても多くの物質が控えている．これら機能性酸化物材料には耐火用途や酸化物型燃料電池など実用条件である高温での機能が求められるものや，生活空間である室温近傍での機能，さらには酸化物超伝導体など低温での機能が要求されるものまであり，温度を軸に取るだけでもそのカバーする範囲はきわめて広い．より優れた特性の実現や新しい機能発現を目指した酸化物材料の開発は，依然として非常に活発であるが，どのような応用を目指すのかによってその戦略は大きく異なることは言うまでもない．高温での応用には，高温でのその物質の化学的な性質を把握する必要があり，室温や低温での応用でも材料合成が多くの場合高温で行われることから，これも高温での物質の状態を知る必要がある．微細組織，つまり密度，結晶粒径，場合によっては結晶配向性の制御も機能を支配する重要な因子であるが，本稿では電気伝導性の複合酸化物開発について，筆者が携わってきた研究の中からいくつかの例を取り上げ，物質自体の機能を制御する結晶化学的アプローチ，特に不定比酸素量に関する理解の重要性を述べてみたい．