2014 Fiscal Year Annual Research Report
液相成長法によるビスマステルライド系熱電変換材料の性能向上とそのメカニズムの解明
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24560884
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
北川 裕之 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (00325044)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 熱電変換材料 / キャリア濃度 / 電気伝導率 / ゼーベック係数 / 結晶配向 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高性能方向に優先方位を持つBi_2Te_3系熱電材料の簡便な作製手法として、スライドボートを用いた液相成長法を検討した。本年度はn型材料として①Cu添加Bi2_Te_<2.85>Se_<0.15>、②Br添加Bi2_Te_<2.85>Se_<0.15>および ③Bi_2Te_<3-x>Se_x (x=0.15-0.5)を同手法で作製し、熱電特性を評価し、それぞれの物性を比較検討した。
Cu添加Bi2_Te_<2.85>Se_<0.15>は4 mW/K＾2mを超える出力因子が安定して得られるのに対し、Br添加試料では3×10 mW/K＾2m程度の値であり、その値も作製試料によってばらつきが大きいことが確認された。同一試料内の局所のゼーベック係数を調べたところ、Cu添加試料はばらつきが少ないのに対して、Br添加試料は大きなばらつきが認められた。また、Bi_2Te_<3-x>Se_x (x=0.15-1.5)の場合は、x>0.9で負のゼーベック係数が得られるものの、高抵抗となる傾向にあり、出力因子は低い値にとどまった。
以上の実験結果から、スライドボートを用いた液相成長法によるn型Bi-Te-Se系材料の作製においてはCuが有効なドーパントであり、ドーピング量を適切に選択すれば、高出力因子材料が再現良く作製可能であることことが示された。
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