| Research Abstract |
ゼーベック係数,電気伝導度,熱伝導度をα,σ,κ,とすると,熱電材料の特性は性能指数Z=α^2 σ/κあるいはこれに温度Tを乗じた無次元性能指数ZTで表され,この値が大きいほど熱=電気の変換効率が高く,実用化を目指してZT=1を越える材料の探索が行われている.世界的に多種多様の材料が熱電材料の可能性を試されているが,我々は独自にBiなどの有害元素を含まない環境共生型のRe, Ruのシリサイドに注目して,これらシリサイドが示す特異な微細組織を制御して良好な熱電特性を付与することを目指している.この特異な微細組織はシリサイドを形成する副格子(サブラティス)の配列の多様性に基づいたもので,本年度は特にReSi_<1.75->Al, ReSi_<1.75->P系およびRu_2Si_<3->Mn系についてSi副格子の変調組織を伴う3元化合物の固溶範囲調べ,一連の3元化合物化合物について組成と結晶構造を決定し,熱電特性を調べた.Ruシリサイドの場合,Re添加と同様にMn添加で広い範囲でチムニーラダー相が形成され,Si/(Ru+Mn)-Mnプロットによりp-n伝導の制御が出来ることが明らかとなった.Re添加に比べMn添加ではより広い組成範囲でn型伝導を示し,p-n伝導の遷移がかなり高Mn添加量でしか実現しないことがわかった.これは,Re添加に比べMn添加では金属副格子の体積膨張が小さいためである.Reシリサイドの場合,Reとの価電子数の多寡により空孔濃度を増減させることができ,その結果,シアー構造が欠陥構造として生じる.AlあるいはP添加のようにSiに比べ価電子数の多寡がある場合,同様にシアー構造が生じても欠陥面が異なり,空孔濃度の増減が実現されている.熱電特性の改善にはP添加よりもAl添加が効果的である.
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