Development of hybrid materials consisting of magnetic and semiconductor particles for new thermoelectric devices

• Project/Area Number: 22560050
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied physics, general
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: KOYANO Mikio 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (60195873)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2010: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 熱電変換 / 磁性微粒子 / ハイブリッド / 熱電計測 / ビスマス-アンチモン合金 / バリウムフェライト / Fe-Nd-B / 熱電変換材料 / ハイブリッド材料 / 熱電性能指数 / 磁化 / 結晶育成 / Bi-Sb-Te / 性能指数 / 熱電測定

Research Abstract

We have developed new hybrid materials consisting of thermoelectric materials and ferromagnetic particles, for the next generation’s thermoelectric devices. Thermopower of the hybrid with low-temperature thermoelectric alloy Bi-Sb and hard magnet Fe-Nd-B particles was enhanced by the magnetization of the magnetic particles. Thermoelectric figure of merit ZT＝（α^2T）/（ρκ） of the hybrid went up 4% by the novel enhancement effect.

Research Products

• [Journal Article] Percolation Conduction in the Hybrid Thermoelectric Material Consisting of Bi_0.88Sb_0.12 and Barium Ferrite Particles (2013)
  • Author(s): D. V. Lam, T. Ariga, K. Takahashi, K. Suekuni, and M. Koyano
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials Volume: online Issue: 7 Pages: 2350-2355
  • DOI: 10.1007/s11664-012-2436-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single crystal growth of Bi-Sb-Te thermoelectric materials by halide chemical vapor transport technique (2011)
  • Author(s): M. Koyano, J. Tanaka, K. Suekuni and T. Ariga
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials Volume: 41 Issue: 6 Pages: 1317-1321
  • DOI: 10.1007/s11664-011-1849-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Electronic Properties of Thermoelectric and Magnetic Nanoparticle Composite Materials (2011)
  • Author(s): M. Koyano, D. Kito, K. Sakai, and T. Ariga
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials Volume: 40 Pages: 1078-1082
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Electronic Properties of Thermoelectric and Magnetic Nanoparticle Composite Materials (2011)
  • Author(s): M.Koyano, D.Kito, K.Sakai, T.Ariga
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials Volume: 40(5) Pages: 1078-1082
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 3ω 法を用いたBi-Te 系熱電厚膜の熱伝導率測定 (2013)
  • Author(s): 西野俊佑, 末國晃一郎, 小矢野幹夫, 大平圭介
  • Organizer: 2013 年春季 第60回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川県厚木市
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] Synthesis and thermoelectric properties in hybrids of Bi-Sb alloy and Nd_2Fe_14B hard magnet (2012)
  • Author(s): N. V. Tang, K. Suekuni, T. Ariga, and M. Koyano
  • Organizer: 2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛県松山市
  • Year and Date: 2012-09-11
• [Presentation] ナノ熱電材料測定に向けた熱伝導率測定装置の開発 (2012)
  • Author(s): 西野俊佑, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • Organizer: 第九回日本熱電学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区
  • Year and Date: 2012-08-27
• [Presentation] 中温度領域における熱電能・電気抵抗率測定用小型装置の開発 (2012)
  • Author(s): 牧田賢枝, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • Organizer: 2012年春季 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東京都新宿区
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 中温度領域における熱電能・電気抵抗率測定用小型装置の開発 (2012)
  • Author(s): 牧田賢枝, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • Organizer: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] Synthesis and thermoelectric properties in hybrid of Bi-Sb alloy and magnetic particles (2011)
  • Author(s): D. V. Lam, K. Suekuni, T. Ariga, and M. Koyano
  • Organizer: 2011 年秋季 第72回 応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形県山形市
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] Synthesis and thermoelectric properties in hybrid of Bi-Sb alloy and magnetic particles (2011)
  • Author(s): D.V.Lam, K.Suekuni, T.Ariga, M.Koyano
  • Organizer: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形大学小白川キャンパス(山形県山形市)
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] Single crystal growth of Bi-Sb-Te thermoelectric materials by halide chemical vapor transport technique (2011)
  • Author(s): M. Koyano, J. Tanaka, K. Suekuni and T. Ariga
  • Organizer: 30th International Conference on Thermoelectrics
  • Place of Presentation: Traverse City, Michigan, USA
  • Year and Date: 2011-07-19
• [Presentation] 化学気相輸送法を用いたBi-Sb-Te 系熱電材料単結晶の育成 (2011)
  • Author(s): 田中淳也, 末國晃一郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • Organizer: 2011 年(平成23 年)春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東日本大震災のため現地開催は中止
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] 化学気相輸送法を用いたBi-Sb-Te系熱電材料単結晶の育成 (2011)
  • Author(s): 田中淳也, 末國晃一郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • Organizer: 2011年(平成23年)春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] 強相関物質FeSb_2における熱電物性へのMn 元素置換効果 (2010)
  • Author(s): 酒井健悟, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • Organizer: 2010 年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎県長崎市
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Bi-Sb・FeSb ナノハイブリッドの熱電物性と磁性 (2010)
  • Author(s): 小矢野幹夫, 鬼頭大地, 酒井健吾, 有賀智紀,末國晃一郎
  • Organizer: 2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎県長崎市
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Bi-Sb・FeSbナノハイブリッドの熱電物性と磁性 (2010)
  • Author(s): 小矢野幹夫, 鬼頭大地, 酒井健吾, 有賀智紀, 末國晃一郎
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] 強相関物質FeSb_2における熱電物性へのMn元素置換効果 (2010)
  • Author(s): 酒井健悟, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • Organizer: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Synthesis and electronic properties of thermoelectric and magnetic nanoparticle composite materials (2010)
  • Author(s): M. Koyano, D. Kito, K. Sakai, and T. Ariga
  • Organizer: 29th International Conference on Thermoelectrics
  • Place of Presentation: Shanghai, China
  • Year and Date: 2010-06-01
• [Presentation] ナノ熱電材料測定に向けた熱伝導率測定装置の開発
  • Author(s): 西野俊佑、有賀智紀、末國晃一郎、小矢野幹夫
  • Organizer: 第九回日本熱電学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都目黒区）
• [Presentation] Synthesis and thermoelectric properties in hybrids of Bi-Sb alloy and Nd2Fe14B hard magnet
  • Author(s): N. V. Tang, K. Suekuni, T. Ariga, and M. Koyano
  • Organizer: 2012年 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学・松山大学（愛媛県松山市）
• [Presentation] 3ω法を用いたBi-Te系熱電厚膜の熱伝導率測定
  • Author(s): 西野俊佑，末國晃一郎，小矢野幹夫，大平圭介
  • Organizer: 2013年春季 第60回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学（神奈川県厚木市）