Materials design for thermoelectric semimetals

• Project/Area Number: 24K21528
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 寺崎 一郎 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30227508)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2026: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 熱電変換 / 半金属 / セレン化物半金属 / 酸化物半金属

Outline of Research at the Start

熱電材料とは、電子の熱電現象を利用して熱エネルギーと電気エネルギーを相互に変換する機能性材料のことです。従来、熱電材料は半導体をベースに開発されており、半金属は 熱電材料としては問題外とされてきました。半金属には負の電荷をもつ電子と、正の電荷をもつホールが共存し、典型的な半金属では熱電効果が相殺するからです。しかし半金属では、電子・ホールの移動度が極めて高く、２つの伝導率が極端に違う系は優れた熱電材料になりえます。本研究ではどのような半金属が優れた熱電材料となるかを実験とマテリアルデータベースの共用によって明らかにします。実際の物質系としてはセレン化物と酸化物で開発を行います。