Development of thermoelectric materials having huge numbers of valleys

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14420
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: Kishimoto Kengo 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50234216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤井 光治 山口大学, 国際総合科学部, 教授 (20314825)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 熱電材料 / 多谷構造 / クラスレート化合物 / ウェイド化合物 / 電子構造計算

Outline of Final Research Achievements

Using band structure calculations, we searched for candidate thermoelectric materials with multi-valleyed electronic structures. We prepared samples of such materials to evaluate their thermoelectric properties. We discussed effectiveness of multi-valleyed structure on thermoelectric performance in order to develop high performance thermoelectric materials. For example, a clathrate compound Na8Ga8Ge38 and the Wade compound KGa3 exhibited relatively high thermoelectric performance due to the multi-valleyed structure.

Free Research Field

熱電変換

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

熱電発電では排熱から電気エネルギーを作ることができる。それに使用する熱電材料の高性能化を試みた。本研究で着目したのは多谷の電子構造である。理論計算により新たな候補物質を探すとともに，数種の候補物質の試料体を作製し，特性評価した。その結果，多谷構造による熱電性能への好影響を観測した。また，いくつかの高性能物質を開発した。