熱電変換材料開発に向けた量子結晶学の構築

• Project/Area Number: 24H00415
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 西堀 英治 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10293672)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 末國 晃一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10582926)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥47,060,000 (Direct Cost: ¥36,200,000、Indirect Cost: ¥10,860,000); Fiscal Year 2025: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000); Fiscal Year 2024: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
• Keywords: 量子結晶学 / 熱電変換材料 / 放射光 / 粉末回折 / 手法開発 / 商法開発

Outline of Research at the Start

X線回折を用いて化学結合、電子分布、格子振動、欠陥構造を包括的に明らかにできる「量子結晶学」を、多結晶を含む熱電変換材料に適用し、高い電気伝導性と低い熱伝導性という矛盾する特性を両立する構造の詳細を解明する。本研究で得られる電子系と格子系の詳細な情報は、球対称の原子を用いた解析法により得られた従来の結晶構造や、欠陥構造が仮定された結晶構造に基づいて計算された電子構造や格子振動と比較して、実物質の本質を顕在化させる。こうして、得られた知見を物質合成にフィードバックして材料の高性能化を実現する。本研究成果は、機能性物質に対する量子結晶学を基盤とした研究のベンチマークとなり、構造研究を深化させる。