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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ構造制御による多機能性磁気熱電変換複合材料の創製

Research Project

Project/Area Number 21K20408
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

三浦 飛鳥  九州工業大学, 環境エネルギー融合研究センター, 助教 (10911274)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2023-03-31
Keywords熱電変換 / 強磁性体 / ハロゲン化ペロブスカイト
Outline of Annual Research Achievements

磁性熱電現象の一つであるゼーベック駆動横型熱電効果の原理解明・出力向上に向けた研究を推進した。ゼーベック駆動横型熱電変換効果とは、強磁性体と熱電半導体を組み合わせて閉回路を構築した系において温度勾配と直交する方向に強磁性体単体より大きな熱起電力が発生する現象である。半導体であるバルクSiと強磁性体であるハーフホイスラー合金Co2MnGa薄膜を組み合わせた系ではCo2MnGa薄膜単体に比べ1桁大きな横熱起電力を示すことが報告されている。本研究では特に、バルクCo2MnGaを用いた系において、Co2MnGa薄膜を用いた系に比べ出力が3桁向上することを実証した。
また、熱電半導体としてハロゲン化ペロブスカイトにも注目し熱電変換に関する研究を行った。ハロゲン化ペロブスカイトは簡易な塗布プロセスにより薄膜合成が可能な環境負荷の低い材料である。加えて、フレキシブル基板を用いることで曲面に対しても利用できるという特長を有する。本研究では、p型半導体であるCsSnI3およびn型半導体であるCs2SnI6を熱電変換材料として開発し、従来の材料に比べ高い熱電変換性能を有していることを示した。特に、従来ほぼ報告が行われていなかったn型ハロゲン化ペロブスカイト熱電変換材料に関しては、Cs2SnI6の熱電変換性能が従来材料に比べ1~2桁高い性能を有していることを明らかにした。
自身の研究のみならず、大学内外の研究者との共同研究にも大きく貢献し、当初の想定を超えた相乗効果も得られた。

  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Seebeck-driven transverse thermoelectric generation in magnetic hybrid bulk materials2023

    • Author(s)
      Zhou Weinan、Miura Asuka、Hirai Takamasa、Sakuraba Yuya、Uchida Ken-ichi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 122 Pages: 062402~062402

    • DOI

      10.1063/5.0126870

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 炭窒化チタンサーメットの太陽光吸収材への応用2023

    • Author(s)
      長野 利春, 早川 翔大, 三浦 飛鳥, 渡邊 厚介, 矢吹 智英, 河野 翔也, 中村 和磨, 宮崎 康次
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 第76期 総会・講演会
  • [Presentation] 3ω法によるCs2SnI6薄膜の熱伝導率測定2023

    • Author(s)
      榊叶大,安保佑一,三浦飛鳥,渡邊厚介,矢吹智英,宮崎康次
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第54回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] MOD法によるCrN系薄膜の作製と熱電特性2023

    • Author(s)
      村田龍生,渡邊厚介,三浦飛鳥,矢吹智英,宮崎康次
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第54回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] 溶液法を用いたスピンコートによるCs2SnI6の薄 膜作製及び熱電性能評価2023

    • Author(s)
      河津光紀,安保佑一,三浦飛鳥,渡邊厚介,宮崎康次
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第54回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] フレキシブル熱電塗布膜の作製2023

    • Author(s)
      加藤尚之,渡邊厚介,三浦飛鳥,矢吹智英 ,宮崎康次
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第54回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] 異なるブレード材料からなる回転型トライボエレクトリック発電機の出力特性2023

    • Author(s)
      山崎隼,上原脩,児嶋広紀,三浦飛鳥,矢吹智英,宮崎康次
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 九州学生会第54回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] 廃棄物サーメットの太陽光吸収特性2022

    • Author(s)
      早川 翔大, 長野 利春, 三浦 飛鳥, 渡邊 厚介, 矢吹 智英, 中村 和磨, 宮崎 康史
    • Organizer
      第43回日本熱物性シンポジウム
  • [Presentation] Development of Halide Perovskite CsSnI3 Coated Films Doped Heavy Metal Ions2022

    • Author(s)
      Y. Ampo, M. Kawazu, M. Anjum, A. Miura, K. Watanabe, K. Miyazaki
    • Organizer
      ICOT2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Thermoelectric properties of MASnI3 with Cl dopant2022

    • Author(s)
      Anjum Mustafa, Asuka, Miura, Kosuke Watanabe, Tomohide Yabuki, Koji Miyazaki
    • Organizer
      ICOT2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Printing Films Composed of Rare Earch Free n-type CoSb3 with Polyimide2022

    • Author(s)
      K. Susukida, K. Watanabe, A. Miura, K. K. Raut, C. Bourges, T. Mori, K. Miyazaki
    • Organizer
      ICOT2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of steady-state measurement process with high precision of thermal conductivity of metal wires by using self-Joule heating method2022

    • Author(s)
      Masaya Fujimura, Asuka Miura, Daiki Masumoto, Ren Umeno, Shrikant Saini, Kosuke Watanabe, Tomohide Yabuki, Koji Miyazaki
    • Organizer
      ICOT2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heat conduction across Bi2Te3-CsSnI3 interface using molecular dynamics simulation2022

    • Author(s)
      K. Kobayashi, Q. Wang, A. Miura, S. Kawano, S. Iikubo, K. Miyazaki
    • Organizer
      ICOT2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deposition of Bi0.4Sb1.6Te3-CsSnI3 Composite Films by Printing Method and Characterization of Thermoelectric Properties2022

    • Author(s)
      Sakura Kishishita, Kosuke Watanabe, Asuka Miura, Tomohide Yabuki, Koji Miyazaki
    • Organizer
      ICOT2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 塗布によるBi0.4Sb1.6Te3-ハロゲン化ペロブスカイト複合膜の作製及び熱電特性評価2022

    • Author(s)
      岸下 さくら, 渡邊 厚介, 三浦 飛鳥, 矢吹 智英, 宮崎 康次
    • Organizer
      熱工学コンファレンス2022
  • [Presentation] 第一原理計算を用いたTiC/TiN超格子の光学特性計算2022

    • Author(s)
      長野 利春, 早川 翔大, 三浦 飛鳥, 渡邊 厚介, 矢吹 智英, 河野 翔也, 中村 和磨, 宮崎 康次
    • Organizer
      熱工学コンファレンス2022
  • [Presentation] Prediction on thermal radiative properties of TiC/TiN superlattices using first-principles calculation2022

    • Author(s)
      Toshiharu CHONO, Syota HAYAKAWA, Asuka MIURA, Kosuke WATANABE,Tomohide YABUKI, Shoya KAWANO, Kazuma NAKAMURA, Koji MIYAZAKI
    • Organizer
      The 13th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金属イオンをドープしたハロゲン化ペロブスカイト塗布膜の熱電特性2022

    • Author(s)
      安保 佑一, 河津 光紀, Mustafa Anjum, 三浦 飛鳥, 渡邊 厚介, 宮崎 康次
    • Organizer
      第19回 日本熱電学会学術講演会
  • [Presentation] Bi2Te3-CsSnI3界面熱輸送の分子動力学シミュレーション2022

    • Author(s)
      小林 風之介, 王 青, 三浦 飛鳥, 河野 翔也, 飯久保 智, 宮崎 康次
    • Organizer
      第19回 日本熱電学会学術講演会
  • [Presentation] スクッテルダイト型CoSb3による高性能熱電塗布膜の開発2022

    • Author(s)
      薄田 京, 渡邊 厚介, 三浦 飛鳥, Krushna K. Raut, Cedric Bourges, 森 孝雄, 宮崎 康次
    • Organizer
      第19回 日本熱電学会学術講演会
  • [Presentation] Bi2Te3-CsSnI3の界面熱抵抗測定2022

    • Author(s)
      宮崎 康次, 松本 稜己, 宮本 翔太郎, 矢吹 智英, 三浦 飛鳥, 渡邊 厚介
    • Organizer
      第59回日本伝熱シンポジウム
  • [Presentation] 第一原理計算を用いたTiCN系化合物の波長選択的ふく射特性の予測2022

    • Author(s)
      長野 利春, 早川 翔大, 三浦 飛鳥, 渡邉 厚介, 矢吹 智英, 河野 翔也, 中村 和磨, 宮崎 康次
    • Organizer
      第59回日本伝熱シンポジウム

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Published: 2023-12-25  

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