2019 Fiscal Year Annual Research Report
ファンデルワールス材料を用いた革新的熱電変換デバイス
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17H01069
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹延 大志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70343035)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳 和宏 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (30415757)
岡田 晋 筑波大学, 数理物質系, 教授 (70302388)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | π電子材料 / 物性評価 / 素子作製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、IoTに特化した革新的熱電変換デバイスの実現に不可欠な学理構築を目的とし、より具体的には、高度にキャリア数制御されたファンデルワールス材料（有機材料・フラーレン・カーボンナノチューブ（SWCNT）・原子層材料）における熱電変換特性の解明に挑戦した本目的を達成するために、本研究では五つの研究項目をあげている。以下に、今年の各項目における研究実績の概要を整理する。
①電解質を用いた広範囲かつ高度なキャリア密度制御：これまで以上のキャリア密度を実現するため、低温における酸化還元反応を極限まで抑えた電圧印可方法の提案と検証に成功した。本手法により、電気化学的に不安定な材料へも本手法の適用が可能となった。
②キャリア密度制御と熱電変換特性評価の両立：昨年度までに、室温におけるキャリア密度制御と電気伝導度・熱起電力の測定に成功していたが、今年度は温度変化測定を実現した。 ③様々なファンデルワールス材料への本手法適用： 今年度はドナー・アクセプタ―型と呼ばれる導電性高分子にも着手し、本材料におけるキャリア伝導・熱電変換特性がVariable range hoppingの枠組みで理解可能であることを解明した。これは、導電性高分子としては初めての成果であり、今後の学理構築の基盤となる重要な成果である。 ④第一原理計算に基づくメカニズム解明：第一原理計算に基づき、本材料系における熱電変換のメカニズムを多角的に検討し、様々な成果が得られた。本成果は、今後のファンデルワールス材料における熱電変換原理の定量的理解及び物質設計指針を体系付ける極めて重要な基盤となる。 ⑤柔軟性・伸縮性の導入：プラスチック基板（ポリイミド）上における熱電変換素子の作製と評価を行った。特に、大面積な多結晶グラフェンを用いて、プラスチック基板上の大面積材料としては世界最高クラスの熱電変換特性を実現した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(88 results)
