2015 Fiscal Year Annual Research Report
ZTメータを用いた酸化物熱電材料の動的・スモールポーラロン生成メカニズムの解明
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25410238
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
掛本 博文 山梨大学, 総合研究部, 助教 (10334509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入江 寛 山梨大学, 総合研究部, 教授 (70334349)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 酸化物熱電材料 / Nb oxide / Ba2NaNb5O15 / 熱電特性 / 無次元性能指数 / ハーマン法 / スモールポーラロン / フェルミ積分法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、酸化物熱電材料で、多彩な制御が可能なホッピング伝導を示す材料に着目して研究を実施して来た。平成27年度(最終年度)では、1.試料の還元条件を変えることで、ホッピング伝導からバンド伝導を制御可能であることを熱電特性より明らかにした。熱電特性データより、活性化エネルギーを算出し伝導について相図を得た。2.これまで、低温から室温の領域で利用されることが多かったハーマン法については、測定ホルダーの設定およびデータ精度を向上させて使用し、200-700℃の領域で測定を行い、熱電特性における無次元性能指数(ZT)メータとして活用した。(測定ホルダーの再設計では、有限要素法による解析を行っているが、一部解析が課題となった。) 3.密度汎関数法によるバンド計算結果、より一般的なフェルミ積分法により、還元エネルギーを関数として、キャリア密度(N)、移動度(μ)、熱電特性(S, σ, κ)の計算を行い、酸化物熱電材料の特性発現メカニズム獲得への指針を得た。4.輸送特性、特に有効質量(m*:動的なスモールポーラロン)を明らかにするために、温度可変ホール測定を実施し、特に、N、μ、m*の算出を行った(電極配置については課題が残った)。5.試料の伝導性発現メカニズムを明確にするため、光電子分光法による価電子帯・電子構造の測定を実施した。6.試料の熱電特性、ハーマン法によるZT測定結果との比較を行い、特に、バンド伝導領域での熱電物性をフェルミ積分法の計算結果との比較を行った。以上より、論文(共著)：1件、国際会議：5件、国内会議：2件が公開されている。7.現在、以上の最終的な研究成果公表のための論文執筆を行っている。
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