2020 Fiscal Year Annual Research Report
Search for a semiconducting quasicrystal and its application for thermoelectric materials by band engineering
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19J21779
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岩崎 祐昂 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 近似結晶 / 半導体 / 第一原理計算 / ブロッホ軌道解析 / バンドエンジニアリング / 熱電材料 / 準結晶 / キャリアドープ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度はAl-Si-Ru系1/0近似結晶において、世界初となるアルミ系近似結晶半導体の創製に成功したが、その熱電特性は最適化されていなかった。そこで本年度は、Al-Si-Ru系1/0近似結晶にCuをドープすることで熱電性能の向上を試みた。無置換試料における最大の無次元性能指数zTは0.03であったが、Cuを4at.%置換した試料において500 KでzTは0.2と約7倍性能を向上させることに成功した。
また、準結晶半導体の創製にむけて高次近似結晶半導体の探索にも注力した。第一原理計算によってAl-Pd-Co系1/1近似結晶とAl-Pd-Ru系2/1近似結晶が半導体となる可能性を示した。特に、Al-Pd-Ru系2/1近似結晶を作製し、その熱電特性を測定すると縮退半導体的な性質を示すことが分かった。今後はこの結果に基づいて準結晶半導体の創製を遂行する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Al-Si-Ru系近似結晶半導体の熱電特性の向上させることができ、準結晶半導体の実現に繋がる高次近似結晶半導体となる有望な材料を見つける事ができたため
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| Strategy for Future Research Activity |
半導体となることが期待できる高次近似結晶・準結晶に対してキャリアドープをすることで準結晶半導体の創製を目指す。
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