2014 Fiscal Year Research-status Report
カルコパイライト構造化合物の高熱電特性機構の解明と新規環境調和型材料への展開
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25870626
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小菅 厚子 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (30379143)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | カルコパイライト / 熱電特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、下記２項目について研究を行った。
（１）高い熱電特性を示す事が明らかになっているカルコパイライト構造化合物の室温以上での結晶構造変化の評価
昨年度の研究より、カルコパイライト構造化合物の作製法を変えることで、異なる結晶学的な特徴をもつ材料が作製できることを明らかにした。また、その特徴により熱電特性が大きく変化することも明らかにした。今年度は作製法のみならず、室温以上の温度で、試料の結晶学的な特徴がどのような影響を受けるかを解明することを試みた。その結果、過去の報告とは異なる結果が得られた。過去の報告では、ある温度以上でカルコパイライト構造中の2種類のカチオンサイトの原子が完全に不規則になる構造転移があるとの結果であった。しかしながら、我々の研究では、高温での結晶構造の変化を熱分析の結果と併せて考察することで、カルコパイライト構造に含まれる成分元素の一部分離などを含む非常に複雑な挙動を示すことがはじめてわかった。
（２）環境負荷の低いカルコパイライト構造化合物の高温大気中での長期安定性とペースト材料との反応性の評価
昨年度選定し、高温大気中での安定性が確認された材料について、長期安定性の評価を行った。その結果、高温大気中で長期間保持しても重量変化がみられないことから、材料の構成成分の揮発や酸化は起こらないことがわかった。しかしながら、高温大気中で長期間保持し、電気抵抗を測定すると緩やかにその値が増加することがわかった。組織の観察などの結果より、電気抵抗率を測定する際に使用するペーストが材料自体に悪い影響を与えていることがわかった。熱電モジュールを作製する際には、電極との接合に何らかのペーストを使用する必要があることから、熱電モジュール作製段階での問題点をみつけることができた。
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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
今年度は、高い熱電特性を示す事が明らかになっているカルコパイライト構造化合物の室温以上での結晶構造変化について、従来とは異なる新しい知見が得られた。また、環境負荷の低いカルコパイライト構造化合物の高温大気中での長期安定性とペースト材料との反応性の評価という、モジュール化を見据えた研究まで踏み込めた点で、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得た結晶構造解析のデータをもとに、電子状態計算をおこなうことで、バンド構造の温度変化を明らかにし、輸送特性の詳細な解明につなげていく予定である。
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| Causes of Carryover |
予算使用計画当初、参加予定であった学会への参加期間が短くなったことや、他の予定との兼ね合い上、参加できなくなったため差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度生じた差額分については、残りの研究期間で行う予定のための研究用消耗品や、成果発表費（学会参加旅費及び論文別刷り代金）に充てる予定である。
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| Remarks |
大阪府立大学 21世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター
小菅研究室ホームページ
http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/ttsl_lab/a_kosuga/
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Research Products
(19 results)
