イリジウム酸リチウム(イリジウムさんリチウム、)は、化学式Li2IrO3で表されるリチウム、イリジウム、酸素からなる無機化合物である。黒色の結晶を形成し、3つの僅かに異なる層状構造α、β、γ(まれ)をとる。イリジウム酸リチウムは、金属のような温度に依存しない電気伝導性を示し、15 Kまで冷却することで常磁性が反強磁性へと変化する。
性質 イリジウム酸リチウムは、黒色を呈し、金属のような温度に依存しない相対的に高い電気伝導性を示す。α、β相では、Ir4+イオンに由来する磁気スピン間にキタエフ交換結合を示す。これらのスピンは、15 K(ネール温度TN)未満で反強磁性格子を形成するが、TN以上の温度では常磁性を示す 。
構造 Li2IrO3は、通常αまたはβ相に結晶化し、まれにγ相を形成することが報告されている。α-Li2IrO3の結晶構造は、六方晶系のLi層と、Liを中心とした頂点を共有するIrO6の八面体のハニカム構造が交互に層をなした構造をとる。隣接する層どうしのずれにより、相対的に低い結晶対称性(単斜晶系)を示す。Li2IrO3の結晶は、ab面がc軸まわりに120°回転した双晶欠陥が多数存在する。
合成
Li2IrO3の結晶は、Ir、Li金属の直接的な焼結によって成長させることができ、ともに大気中で加熱中に酸化される。α相は、750~1050 ℃で形成されるが、より高温ではβ相が形成される。取り扱いや保管が容易な従来の炭酸リチウムの代わりにLi金属を用いる方法は、より大きな結晶を得ることができる。γ相は炭酸リチウムおよび酸化イリジウム(IV)を煆焼し、700~800 ℃の溶融水酸化リチウム仲でアニール処理することで得られる。
応用 イリジウム酸リチウムは、リチウムイオン電池における電極素材としての応用可能性を持つ。しかしながら、この応用はより安価な代替材料であるLi2MnO3と比較したIrの高いコストにより、応用が妨げられている。
脚注