非密Packedアニオンフレームワークを持つハライド超イオン導体

要旨 ハライド超イオン導体（SIC）は、全固体電池への応用の可能性から重要な研究の注目を集めています。このようなSICを開発する際の主な課題は、迅速なイオン移動を可能にするハライド構造フレームワークを探求し設計することです。本研究では、従来のハライドイオンダクターが持つ密Packedアニオンフレームワークが、構造の調整に関わらず、速いイオン伝導において内在的な制限に直面していることを示します。密Packedアニオンフレームワークを越えて、非密Packedアニオンフレームワークが超イオン伝導性を達成する大きな可能性を持つことを特定しました。特に、非密Packed UCl3型フレームワークは、Li + 、Na + 、K + 、Ag + を含む多様なキャリアイオンに対して超イオン伝導性を示すことが明らかであり、これは第一原理の分子動力学シミュレーションおよび実験測定によって検証されています。UCl3型フレームワーク構造で観察される卓越したイオン伝導性は、密Packedフレームワークよりも著しく歪んだサイトと大きな拡散チャネルに起因することを説明します。高スループット計算スクリーニングのための重要な特徴として非密Packedアニオンフレームワークを利用することで、LiGaCl3をハライドSICの有望な候補として特定しました。これらの発見は、新しいハライドSICの探求と設計に関する重要な洞察を提供します。