Phase Stability and Thermoelectric Performance via Controlling Valence Electron Concentration in Pseudogap Heusler Compounds

• Project/Area Number: 23K04358
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26010:Metallic material properties-related
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 西野 洋一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (50198488)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 秀俊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548960) ; 井手 直樹 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60262945)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ホイスラー合金 / 相安定性 / 熱電変換 / 擬ギャップ / 価電子濃度

Outline of Research at the Start

Fe2VAlやRu2TiSiのような擬ギャップ系ホイスラー化合物の価電子濃度はVEC=6.0であるが、元素部分置換や非化学量論組成を利用することでVECを制御して、相安定性と熱電性能の関連性を追究する。VEC制御により擬ギャップ内のフェルミ準位を最適化すると出力因子は増大するが、同時にVEC=6.0から外れるほど相安定性の低下に起因して(格子)熱伝導率が低減することを検証し、無次元性能指数ZT=0.6を目標にして熱電性能の向上を図る。