2013 Fiscal Year Research-status Report
超イオン伝導性を示す高移動度熱電変換材料の開発と乱れの制御
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25620040
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石渡 晋太郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00525355)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 熱電変換 / 超イオン伝導 / 層状カルコゲナイド / ドメイン観察 |
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| Research Abstract |
申請者は最近、層状物質β-CuAgSeの多結晶体が、低温において非常に高い電子移動度を示すこと、熱伝導度が低く従って高い熱電性能を示すことを見いだした。この物質は200℃以上のα相では立方晶の超イオン伝導体となることが知られており、低温β相と比べて格子振動を介した熱伝導度がさらに低下することが期待される。
H25年度は、①高温α相の熱電性能を調べる、②温度可変ステージを装備した偏光顕微鏡を用いて、立方晶のα相から斜方晶のβ相への構造相転移に伴うドメイン形成を観察し、さらに一軸圧治具を用いたドメイン制御による熱電性能の向上が可能かどうかを調べる、の２点を重点的に行った。①に関してであるが、α相では超イオン伝導性に伴う非調和熱振動によって熱伝導度が非常に低くおさえらえ、ZTが最大0.4程度まで上昇することを確認した。②に関しては、立方晶のα相ではほぼ単一ドメインであり、β相では数十から数百ミクロン程度のマルチドメインが存在することが確認できたものの、一軸圧がドメイン構造に与える影響は非常に小さく、従って一軸圧による熱電性能の大幅な改善は見られないという結果が得られた。
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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
H25年度に予定していた研究計画のうち特に重要な課題、構造相転移に伴うCuAgSeのドメイン形成化の観察とその一軸圧効果を調べることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は構造相転移近傍の冷却速度を大幅に変えることで、ドメイン制御および熱電性能の制御を行う。特に高温α相から超急冷を行うことで、ドメインを微細化することを目指す。また、層状構造を有するカルコゲナイド物質に対して、電気化学的手法を用いたキャリア制御を行うことでさらなる熱電性能向上を目指す。
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