2006 Fiscal Year Annual Research Report
熱電材料タリウム化合物が示すナノ空間変調構造の観測:角度分解光電子分光による研究
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18560014
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
三村 功次郎 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (40305652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
脇田 和樹 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (80201151)
田口 幸広 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (80236405)
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| Keywords | 熱電変換材料 / タリウム化合物 / 角度分解光電子分光 / インコメンシュレート超格子相 / ナノ空間変調構造 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、熱電変換材料候補である擬1次元化合物TIInSe_2が140℃以下で1O^6μV/Kものゼーベック係数を示す要因とされているインコメンシュレート(IC)超格子相(ナノ空間変調構造)の存在を、電子状態の変調を感度良く検出できる角度分解光電子分光法により実験的に検証することである。IC相を検証し、ゼーベック係数増大の物理的起源を明確にすることで、更なる高効率熱電変換材料開発の指針を得ることを最終到達目標とする。この目的を達成するため、本年度は以下のことを行った。
申請者の研究室に所有する装置を温度可変(高温対応型)角度分解光電子分光装置として確立するため、温度コントローラの整備ならびに真空紫外光源の配置変更を行った。さらに、精度良いスペクトルを得るには試料角度の正確な制御が重要であるとの考えから、科研費にて中空式回転導入器(高精度型)を導入した。今後、この回転導入器を組み込み、TIInSe_2に対する測定を展開する予定である。また、先行実施した放射光角度分解光電子分光実験から以下の成果を得た。この成果は、第14回電子分光および構造に関する国際会議(ICESS14)において発表した。
TIInSe_2のTl原子鎖対して平行および垂直な方位で得られた両バンド構造には、相転移による対称性の変化を伴ったギャップ構造が観測された。ブリルアンゾーンのT点で価電子帯頂上を形成するバンドは50Kから280Kへの温度上昇で430meV高結合エネルギー側ヘシフトする。このシフト量から400K(〜140℃)におけるTIInSe_2のゼーベック係数を評価したところ2×1O^3μV/Kとなり、熱電能の実験から評価された10^6μV/Kまで到達しないことが分かった。このことは、TIInSe_2における熱電能は単に価電子上帯頂上による電子的な効果だけでなく、相転移による電荷変調の効果、つまりIC相が大きな影響を与えているものと考えられる。
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