2005 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
16360479
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
吉田 隆 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20314049)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高井 吉明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50109287)
|
|---|
| Keywords | 熱電変換 / 酸化物材料 / 薄膜 / 微細組織 |
|---|
| Research Abstract |
H16年度の研究から、RE_<2-x>Ce_xCuO_4(RE214)は、Ce^<4+>の置換によるキャリア濃度の制御が可能であるというということだけでなく、大きなゼーベック係数の値を持ち、熱伝導率が小さいといった特長を持ち、室温領域において高性能熱電特性を有することを確認した。
本年度は酸化物熱電材料RE_<2-x>Ce_xCuO_4の熱電特性の向上を目的とし、Pulsed Laser Deposition(PLD)法を用い、SrTiO_3(100)基板上に異なるRE元素を用いた混晶系RE_<2-x>Ce_xCuO_4(RE=Gd,Sm,Pr)薄膜を作製した。異なるRE元素を用いたRE214薄膜のCe置換量に対する熱電特性、すなわちキャリア濃度、ゼーベック係数及び電気抵抗率の変化について検討した。
RE元素のイオン半径が大きくなるほどキャリア濃度が大きくなるという結果が得られ、(1)RE元素のイオン半径に依存する(2)RE元素が異なることでCe置換量に対するキャリア濃度増加量も異なることが確認された。これはRE元素によって頂点酸素量、Ce置換に対する頂点酸素の抜けやすさが変化するためと考えられる。
さらに、異なるRE元素を用いたゼーベック係数及び電気抵抗率に関して評価した結果、イオン半径の大きなRE元素を用いた薄膜ほどキャリア移動度が大きくなり、さらに電気抵抗率が小さくなる可能性が示唆された。
今後、熱伝導率の低下を目的としたナノサイズの欠陥導入技術の構築とともに、母相のRE214材料のキャリア濃度の最適化を行うため、頂点酸素量の制御やイオン半径の大きなRE系214薄膜作製技術の構築が必要と考えられる。
|
