2009 Fiscal Year Annual Research Report
新規な層状炭化物ホモロガススーパーシリーズの探索と高機能化
| Project/Area Number |
21360322
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
福田 功一郎 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 教授 (90189944)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 忍 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (10242900)
|
|---|
| Keywords | 結晶構造 / 組織制御 / 熱電変換材料 / ホモロガス相 |
|---|
| Research Abstract |
平成21年度は新規層状炭化物ホモロガスシリーズの合成と結晶構造解析を研究目的としている。この目的の意義は、ゼーベック係数(α)が大きく,導電率(σ)が高く,さらに熱伝導率(κ)の低い(性能指数Z=α^2σ/κの大きい)高性能な熱電変換材料の設計に密接に関係することにある。本研究計画では比較的高温(800℃程度)で動作する材料を対象とすることから、熱力学的に安定な自然超格子を形成する層状化合物(MC)_lT_<4m+3n>C_<3m+2n>(M=Zr, Y, Hf, T=Al, Si, Ge)の探索を行った。この化合物は「導電率の比較的高いMC層」と「導電率の比較的低いT_<4m+3n>C_<3m+2n>層」の化学組成と厚みを制御することで、n型熱電変換特性を操作できる特徴がある。先ず(l, m, n)=(1, 1, 0)で表される新規化合物の合成に成功し、以前の研究成果と合わせると、1≦l≦3かつ1≦m≦2の範囲で可能な新規化合物を全て創製することができた。さらにT_<4m+n>C_<3m+n>層の多様化を目指し、(l, m, n)=(0, 1, 1)と(0, 2, 1)の新規化合物の合成に成功した。これらの化合物を組み合わせて結晶化することで、さらに多様な新規ホモロガス相を創製することが期待できる。発見した層状化合物の結晶構造解析にはX線粉末回折法と透過型電子顕微鏡法を用いた。回折データからは不規則構造として記述できた構造は、顕微鏡観察によって微細な分域構造から成ることが確かめられた。これら互いに相補的な評価手法を用いることで、不規則構造を有する結晶構造を粉末回折法で求める方法論の確立に貢献することができた。
|
