2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25289226
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| Research Institution | Toyota Physical and Chemical Research Institute |
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Principal Investigator |
河本 邦仁 公益財団法人豊田理化学研究所, その他部局等, 研究員 (30133094)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱電変換材料 / 超格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)極性有機分子の静電遮蔽効果によるキャリア移動度のチューニング・・・複合超格子中で，有機カチオン分子は層間に固定されているが，キャリア電子はTiS2 層内を動く．そのため，負電荷を持つキャリア電子は正電荷を持つ有機カチオン分子によるクーロン引力によって移動が制限されるため，TiS2 単結晶に比べて移動度が低下する．しかし，層間に極性分子が同時に存在すると，静電遮蔽効果によってキャリア電子と有機カチオンの間のクーロン力を弱めるため，キャリア電子の移動度が上がる．これを実験的に検証し、キャリア移動度のチューニングによる高ZT化の可能性を提案した。
(2)キャリア濃度の制御・・・TiS2系無機/有機ハイブリッド超格子において、熱的安定性の高い嵩高い有機カチオンと安定性の低い有機カチオンを同時に挿入し、高温真空アニールによって一方の有機カチオンを優先的に分解除去することによってキャリア濃度低減を可能にした。これにより、ZT=0.33@413 Kを達成。
(3)フレキシブルデバイスへの応用・・・機械的インターカレーション－液相剥離によりTiS2/有機分子ナノシートを合成した後、自己組織化により大面積の薄膜、フォイルを単独または基板上へ形成するプロセスを開発した。こうして得られた薄膜、フォイルは極めてフレキシブルで、しかも単結晶TiS2より高い熱電変換性能を示した。開発したn型材料とp型有機材料のPEDOT:PSSとを組み合わせた薄膜TEデバイスを作製・評価した
(4)Nb/La-STOの3D超格子セラミックスの構築・・・水熱合成法を用いてSTOナノキューブ表面にNbをドーピングし、ディップコーティング法で3D超格子粒子膜を形成した後、水素還元雰囲気中で高温焼成することにより粒界Nbドープ自己組織化粒子膜の作製に成功した。しかし、その熱電変換特性は期待よりも低レベルに留まった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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