2003 Fiscal Year Annual Research Report
強相関f電子系ペルチェ素子の低次元アモルファス化による熱伝導率低減
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15560581
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宮崎 英敏 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60344719)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
明石 孝也 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20312647)
増本 博 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50209459)
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)
木村 禎一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10333882)
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| Keywords | 強相関材料 / 熱電材料 / Yb-Al膜 / スパッタリング / 薄膜 / 熱伝導率 |
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| Research Abstract |
塊状Ybおよび板状Alを原料とし、YbとAlの比が1:2.Oから1:2.4の間で混合した。混合試料をアルゴン中で980℃、3時間溶融を行った。溶融試料を凝固させた後、850℃、12時間、真空中で熱処理を行い、Yb-Al化合物バルク体を作製した。Yb : Alの出発組成が1:2.OではYbAl_2が、Yb : Alの出発組成が1:2.4ではAlが第二相として混在した。Yb:Alの出発組成が1:2.2では、YbAl_3単相が得られた。
単相YbAl_3バルクをYb : Alの比を1:2.2として混合、溶融することにより作製し、得られたYbAl_3バルク体を粉砕後、スパークプラズマ焼結により直径5cm、厚さ2mmのディスク状に成型し、スパッタリング用ターゲットとした。キャリアーガスにはAr(99.9999%up)ガスを導入し、スパッタリング圧力はO.5Pa、投入電力は50〜100W、基板温度は室温とし、基板には石英基板およびアルミナ基板を用いた。
得られたYb-Al膜の構造を、XRD測定により評価した。2θが20゜および30゜付近を中心とするなだらかな2つのピークを持つ、非晶質構造に特有なハロー図形が得られた。また、SEMにより、得られたYb-Al膜は平坦で緻密であった。レーザーピット法によりYb-A1膜の熱伝導度を測定したところ、6.76W/K^2mであった。この値は、バルクの値の約1/3で、アモルファス化することにより、Yb-Al膜の熱伝導度を下げることが出来た。得られたYb-Al膜の組成をEPMAで測定した所、Yb : Alはほぼ1:3となっており、ターゲットとの組成ずれはほとんど見られなかった。Yb-Al膜の比抵抗は4.5×10^<-4>Ω・cmと文献値に近い値であったが、ゼーベック係数は-3.4μV/Kと文献値よりかなり小さかった。
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