2014 Fiscal Year Annual Research Report
結晶粒の超微細化と超配向化の同時制御による高性能熱電材料の開発
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25630330
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
堀田 善治 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20173643)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 結晶・組織制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、本年度もn型（Bi1.9Sb0.1Te2.7Se0.3）とp型（Bi0.4Sb1.6Te3）の板状試料を準備し、高圧スライド加工（High-Pressure Sliding: HPS）を行った。昨年度の結果をもとに、スライド長さは電気抵抗率が最も低く出たx=5.0mmとした。HPS加工温度は昨年度の723Kより高温側 (773K) と低温側 (673K) で行い、加工温度の影響を調べた。
１．ゼーベック係数および電気抵抗率ともに加工温度依存性は同じで、n型では723 Kが最も小さく、ｐ型では加工温度の増加とともに減少した。電気抵抗率はすべての温度条件で加工前より低い値を示した。
２．熱電材料の特性を評価するための重要なパラメーターとして使用される電気的出力因子(Power Factor: PF)はn型とｐ型ともにHPS加工前より増加した。p型では加工温度とともに増加し、773Kで最も大きくなり、PF=3.1 ×10-3W/mK2が得られた。n型においては723 KでHPS加工した時にPF=4.2×10-3W/mK2の高い値が得られた。
３．n型で得られた本研究結果 (PF=4.2×10-3W/mK2) は、これまで報告された研究結果と比較して最も高い値となった。４．HPS加工はBi2Te3系熱電材料の熱電性能の向上に効果的であることが示された。
５．本研究では新たにパルス光を利用したサーモリフレクタンス法で熱伝導率の測定を行った。高圧ねじり加工でナノ結晶化したSiの熱伝導率は単結晶のSiに比べて1/20に小さくなることを示した。これより、性能指数の決定に必要な熱伝導率が小さい試料でも精度良く効果的に測定できることが示された。
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