Fabrication of highly functional thin film materials by controlling the interface

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores
• Project/Area Number: 19H05791
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Ohta Hiromichi 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (80372530)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺崎 一郎 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30227508) ; 齊藤 圭司 京都大学, 理学研究科, 教授 (90312983)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: 界面制御 / 熱輸送特性 / 電子輸送特性

Outline of Final Research Achievements

[1] Thermoelectric conversion materials that convert wasted waste heat into electricity are attracting attention. However, the tellurides- and selenides-based thermoelectric materials discovered so far are thermally and chemically unstable and toxic. In this study, we discovered an excellent oxide thermoelectric material Ba1/3CoO2, which is stable even in air at 600℃ and exhibits properties comparable to tellurides-based thermoelectric materials.
[2] Thermal transistors that control heat flow using electrical switches is attracting attention, but the thermal transistors announced so far is composed of liquid, making them unsuitable for practical use. In this study, we have realized the world's first all-solid-state electrochemical thermal transistor.

Free Research Field

薄膜材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

【学術的意義】 機能コアの考え方をうまく利用することで、物質の熱伝導率を制御することに成功した。得られた知見は、熱電材料の更なる高性能化や、熱トランジスタのオン／オフ比改善に繋がるものである。
【社会的意義】 高温・空気中で使用可能な熱電変換材料が実現したことで、火を使った際に発生する廃熱を電気に変換することが可能な技術に繋がる。全固体熱トランジスタが実現したことで、廃熱を使った熱のディスプレイなど、人間の目には見えない赤外線を情報として利用することが可能になる。