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新規Al系熱電材料の創製および熱電特性の評価

Research Project

Project/Area Number 15J00190
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

熊谷 将也  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsAluminium / Pseudogap / Metastable phase / Thermoelectric / Novel material / Thermal conductivity / Semiconductor / Seebeck coefficient / Unstable phase
Outline of Annual Research Achievements

近年,既存高性能熱電材料は毒性を含むものが多く,商業利用など応用を考慮した場合に大きな障壁となるため,無毒で高い変換効率を有する材料(現在ではSi系熱電材料が主流)の研究が注目されている。その一方で,Si以外の無害な材料系,特にAl系熱電材料はほとんど存在しない。そこで本研究では,新たなAl系熱電材料を提案し,それら材料の作製手法の確立および各種熱電特性の評価を行うことを目的としている。平成28年度の研究実施計画はFeAl2の作製であったが、研究の進展により新規半導体材料Al5Co2の作製および材料データベースの開発を行なった。Al5Co2はこれまで熱電特性のの報告がされていながったが、高い出力因子および低い格子熱伝導率を有することを明らかにし、新規熱電変換材料としての可能性を示すことに成功した。さらに今年度は、新規熱電材料の探索を目的とした実験的物性値データベースの作成を行った。これまでにも、Materials Project(https://www.materialsproject.org/)やTE Design Lab(http://tedesignlab.org/)など第一原理計算の結果を中心に蓄積したデータベースは幾つか存在している。ところが、実験値を蓄積したデータベースはほとんど存在しない。そこで本研究では、論文に記載されている実験値のグラフからデータを抽出し、蓄積する材料データベースを作成した。現在、実験値を抽出、蓄積するシステムは実装されており、100を超えるデータが集まってきている。今後集まったデータの解析は必要であるが、新規材料探索に貢献しうるシステムの開発に成功した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Pseudogap Intermetallic Compound Al<sub>5</sub>Co<sub>2</sub>2017

    • Author(s)
      熊谷 将也, 黒崎 健, 大石佑治, 牟田 浩明, 山中 伸介
    • Journal Title

      Journal of the Japan Institute of Metals and Materials

      Volume: 81 Issue: 2 Pages: 55-59

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2016053

    • NAID

      130005296414

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reduction of lattice thermal conductivity of pseudogap intermetallic compound Al3V2015

    • Author(s)
      Masaya Kumagai1, Ken Kurosaki, Yuji Ohishi, Hiroaki Muta, Shinsuke Yamanaka
    • Journal Title

      physica status solidi (b)

      Volume: 253 Issue: 3 Pages: 469-472

    • DOI

      10.1002/pssb.201552650

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Electronic structure and thermoelectric properties of pseudogap intermetallic compound Al5Co22017

    • Author(s)
      Masaya Kumagai
    • Organizer
      Metals and Materials Society 2017
    • Place of Presentation
      San Diego, California, United States
    • Year and Date
      2017-02-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規擬ギャップ系材料Al5Co2の創製および熱電特性の評価2016

    • Author(s)
      熊谷 将也,黒崎 健,大石 佑治,牟田 弘明,山中 伸介
    • Organizer
      第13回日本熱電学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都・葛飾区)
    • Year and Date
      2016-09-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Al-based compounds as low-toxicity thermoelectric materials2016

    • Author(s)
      Masaya Kumagai
    • Organizer
      9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-08-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規擬ギャップ系材料Al3Vの創製および熱電特性の評価2015

    • Author(s)
      熊谷将也
    • Organizer
      第12回日本熱電学会学術講演会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパスC-Cube (福岡県春日市)
    • Year and Date
      2015-09-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Ti or Nb substitution for the V site on the thermoelectric properties of Al3V2015

    • Author(s)
      Masaya Kumagai
    • Organizer
      34th International Conference of Thermoelectrics
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      2015-06-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electronic structure and thermoelectric properties of the novel pseudogap system Al3V2015

    • Author(s)
      Masaya Kumagai
    • Organizer
      11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2015-06-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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