2015 Fiscal Year Annual Research Report
金属－絶縁体転移物質を応用した放射率可変素子の研究
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25420174
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
太刀川 純孝 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究員 (90470070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 智彦 東京理科大学, 理学部, 教授 (30311129)
桑原 英樹 上智大学, 理工学部, 教授 (90306986)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 機能材料 / 宇宙機 / セラミックス / 放射率 / 熱物性 / ラジエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、放射率可変素子（SRD:Smart Radiation Device）の熱放射特性の改良を目指した材料の探索を目的としている。SRDは、通常のラジエータ材料（温度によらず高放射率）と異なり、温度によって自律的に放射率が変化（低温で低放射率、高温で高放射率）することにより、宇宙機の温度を一定に保ち、その結果、低温時に必要となるヒータ電力を削減することができる次世代の熱制御素子である。小惑星探査機「はやぶさ」に搭載されたSRDは、ABO3（Aサイト=La,Sr,Ca、Bサイト=Mn）という組成のペロブスカイト型Mn酸化物であった。
SRDの性能指標は、金属－絶縁体転移温度Tcと、Tcを挟んだ温度領域での放射率の落差Δεである。そこで今回、Aサイト置換に加え、Bサイト置換（MnサイトのGa置換）を行った試料を作成し、電気抵抗率と赤外放射率について測定を行った。その結果、従来のようにAサイトだけで元素置換を行った場合、Δεを増加させるとTcが下がり、Tcを上げるとΔεが減少してしまうが、BサイトでΔεを制御し、AサイトでTcを制御すればΔεの増加とTc上昇の両立が可能であることがわかった。そこで、組成の異なるABサイト同時置換試料を数種類作成し測定した。その結果、「はやぶさ」組成をやや上回る特性が得られた。また、硬Ｘ線光電子分光による電子構造測定では、その結果（特に温度変化）が電気抵抗率と関係づけられるという結果を得た。さらに、ABサイト同時置換に加え、還元アニールを行ってキャリア濃度を変化させた試料を作成し、その結晶構造、電気伝導度、および光学特性を調べた。その結果、Tcが低温側にシフトすることを確認した。
今後、本研究の成果に基づき、還元アニールによるキャリア濃度変化も取り入れた材料探索を実施し、より高性能なSRDの開発を目指したい。
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[Presentation] Large energy-scale ARPES spectral modulation with temperature in a layered manganite2015
Author(s)
N. Yoshizawa, Y. Maeda, M. Okawa, M. Akaki, D. Akahoshi, H. Kuwahara, Y. Aiura, Y. Kotani, M. Kubota, K. Ono, N. Hamada, and T. Saitoh
Organizer
The 12th International Workshop on Strong Correlations and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
Place of Presentation
Paris, France
Year and Date
2015-07-05 – 2015-07-10
Int'l Joint Research
