傾斜機能化による高性能熱電変換材料の創製に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06855077
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 海部 宏昌 東京都立大学, 工学部, 助手 (40224331)
• Keywords: 傾斜機能 / 熱電材料 / Bi_2Te_3 / PbSnTe

Research Abstract

本年度は、低温用熱電材料であるBi_2Te_3系および中温用PbTe系の傾斜機能化に関して以下の結果を得ることができた。
(1)キャリア濃度の異なるn形Bi_2Te_<2.85>Se_<0.15>単結晶をブリッジマン法によって育成し、ホール係数、磁気抵抗、熱電能の異方性のキャリア濃度依存性について調べた。これらの異方性は、キャリア濃度の減少とともに小さくなった。このことから、Bi_2Te_3系化合物では複雑なバンド構造を反映し、キャリア濃度の増減に伴うフェルミ準位の位置と支配的に寄与する伝導帯によって、電気的および熱電気的パラメータの異方性が変化することを明らかにした。
(2)キャリア濃度傾斜型n形PbSnTe系化合物の合成・結晶育成とその熱電気的特性評価を行った。PbTe-SuTeの固溶体化が格子による熱伝導率低減に有効であることを明らかにした。また、一方向性凝固法によって成長方向に沿ってキャリア濃度が傾化したn形PbSnTe系育成結晶を得ることができた。0.4wt%PbI_2添加Pb_<0.95>Sn_<0.05>Teでは、全長50mmの育成結晶の成長開始部と終了部のキャリア濃度はそれぞ、1.27×10^<18>、3.61×10^<19>cm^<-3>であった。また、0.4wt%PbI_2添加Pb_<0.90>Sn_<0.10>Teでは、成長方向に沿って伝導形がn形からp形に連続的に変化していた。これらの育成結晶の組成分析の結果、SnおよびIの濃度が成長方向に沿って増加していることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 海部宏昌,島崎芳樹,篠原嘉一,西田勲夫: "Bi_2Te_3系単結晶の熱電気的異方性のキャリア密度依存性" 1994年度傾斜機能材料論文集. 165-169 (1995)
• [Publications] 島崎芳樹,海部宏昌,奥村次徳,西田勲夫,今井義雄: "PbSuTe系化合物の結晶育成と熱電特性" 1994年度傾斜機能材料論文集. 183-188 (1995)
• [Publications] 海部宏昌: "Bi_2Te_3系化合物の傾斜機能化と熱電・電流磁気効果の異方性" FGMニュース. (印刷中). (1995)
• [Publications] M.Okamoto,H.T.Kaibe,T.Okumura and I.A.Nishida: "Carrier Gradient Thermoelectric Material of Bi_2Te_<2.85>SE_<0.15> Single Crystal Fabricated with Czochralski Technigue" Proc.of 3rd International Symposium on Structual and Functional Gradicnt Matcrials. (印刷中). (1995)