2013 Fiscal Year Research-status Report
有機強誘電体薄膜の電気熱量効果による高効率小型ヒートポンプの開発
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25600102
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
吉村 武 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30405344)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電気熱量効果 / ヒートポンプ / 有機強誘電体 |
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| Research Abstract |
本研究で提案する電気熱量効果を用いたヒートポンプは，VDF系有機強誘電体シートに電界印加→放熱→電界除去→吸熱の過程を加えることによって動作する．本年度は、まずVDF系有機強誘電体薄膜の作製と電気熱量効果の逆効果である焦電特性の評価を行った。焦電効果には自発分極量の温度変化に起因した1次の効果と、熱膨張歪みと圧電性に起因した2次の効果があり、VDF系有機強誘電体においては、シート状の試料で2次の効果の寄与が大きいという報告例がある。また薄膜では基板拘束の影響があり、2次の効果がより顕著になることが予想される。そこでVDF系有機強誘電体の一つであるP(VDF/TrFE)に着目し、その薄膜の焦電特性における2次効果の寄与を明らかにすることを目的とした検討を行った。P(VDF/TrFE)薄膜の有効横圧電定数を測定し、その結果から2次効果の寄与を見積もった。それを確かめるために熱膨張係数の異なる基板上にP(VDF/TrFE)薄膜を作製し、焦電特性を評価したところ、おおよそその見積もりに一致する結果となった。一方で、熱膨張の影響が小さい領域でのP(VDF/TrFE)の焦電特性は、1次効果の寄与が大きいことも明らかになった。また、P(VDF/TrFE)の圧電特性は、酸化物強誘電体とは異なり体積効果に起因したものであると報告されているが、これは薄膜試料においても同じであることがわかった。これらの結果は、P(VDF/TrFE)の自発分極量自体の温度変化は小さく、大きな電気熱量効果が得れる可能性が高いことを示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
P(VDF/TrFE)薄膜の作製条件を確立し、熱的性質を調べることまで達成しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
VP(VDF/TrFE)薄膜を基板からはく離したシート状にすることにより熱の拡散を抑制した状態で、電気熱量効果の評価を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度末に真空計が必要になったが、助成金の残額が不足していたため、次年度に支出することにしたため。
次年度使用額はすべて真空計の購入に充てる。
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