2022 Fiscal Year Annual Research Report

コロイド法による海島構造制御を通じた高性能硫化物系ナノコンポジット熱電材料の創製

Research Project

Project/Area Number	19H02440
Research Institution	Japan Advanced Institute of Science and Technology
Principal Investigator	前之園信也北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00323535)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	熱電材料 / ナノ粒子 / ナノコンポジット / 階層的欠陥構造制御 / ナノインクルージョン
Outline of Annual Research Achievements	硫化スズ（Sn-S）とセレン化スズ（Sn-Se）のナノ粒子の化学合成法を開発し、Sn-Sについては球状SnSナノ粒子、Sn-Seについてはp型のSnSeナノシートとn型のSnSe2ナノシートを作り分けられる新たな合成法を開発した。Sn-Seナノシートの合成法については学術論文を投稿した（現在査読中）。また、SnSとSnSe2のナノ粒子をホットプレスにより焼結・ペレット化し、それらの熱電特性を産業総合技術研究所ゼロエミッション国際共同研究センター熱電変換・熱制御研究チームとの共同研究により評価したところ、ナノ構造化による熱伝導率の低減が認められた。SnSについては電気伝導率が低かったため、キャリア密度を向上させる目的でAgをドープすることを検討し、電気伝導率およびパワーファクターの向上に成功した。SnSe2ペレットについては異方性が高いため、物質・材料研究機構ナノアーキテクトニクス材料研究センター熱エネルギー変換材料グループとの共同研究により、ピコ秒サーモリフレクタンス法を用いて面内方向と面直方向の熱伝導率を明らかにすることを現在試みているところである。また、直径10mmφ×高さ12mmの円柱状のペレットを作製し、ここから直径10mmφ×厚さ2mmの円盤状サンプルを、元の円柱に対して水平方向と垂直方向の2枚切り出し、これらの試料についてそれぞれゼーベック係数、電気伝導率、熱伝導率を測定し、電気・熱輸送特性の異方性を評価することを試みているところである。
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。