シリサイド環境半導体材料による固体コジェネレーション素子の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16760232
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 飯田 努 東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (20297625)
• Keywords: 熱電変換材料 / シリサイド半導体 / 環境半導体 / マグネシウムシリサイド

Research Abstract

本研究は、省資源・省エネルギー・環境低負荷等を視野に入れたシリサイド環境半導体である熱電変換材料マグネシウム・シリサイド(Mg_2Si)を対象としている。本研究の目的は以下に示すものである。
(1).Mg_2Siバルクの基礎物性・キャリア伝導機構の解明
(2).Mg_2Siの最適な製造プロセスおよび熱電変換モジュール作製に合わせた任意形状結晶育成法の開発。
これらをふまえ,当該年度は,
(1).ブリッジマン法をベースとした任意形状結晶育成法による高純度多結晶Mg_2Siバルク材結晶育成の条件抽出
(2).育成バルク基板の熱電気的物性評価
(3).p形・n形不純物の導入機構とドーピング制御
について基礎的な所見を得ることを主として行った。その結果,以下に示す知見が得られた。
(1).任意形状結晶育成法実現に不可欠な「濡れない」るつぼ材の探索を行い,数種類の素材が同育成法に有効であることが確認された。
(2).高純度な多結晶バルクMg_2Siが育成できる条件の抽出ができ,Mg_2Si本来の熱電特性が明らかとなった。これにより,従来より報告されているグラファイト系で育成されていた結晶の熱電特性は,Cが導入された効果を内包している可能性があることが明らかとなった。
(3).従来は難しいとされていたp形Mg_2Siの育成に成功した。
これら知見は,次年度以降,再現性良くp形・n形のキャリア伝導を制御しつつ,高品質な一体成型Mg_2Siバルク多結晶を製作するプロセス上重要であり,高効率・高性能熱電変換素子の試作につながるものであると考えられる。