Project/Area Number |
09J02772
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
Biophysics/Chemical physics
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
末國 晃一郎 Hiroshima University, 大学院・先端物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2009 – 2010
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2009)
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Budget Amount *help |
¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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Keywords | 熱電変換 / クラスレート化合物 / ラマン散乱 |
Research Abstract |
金属間クラスレート化合物は,巨大な熱電能Sとガラス並に低い熱伝導率κを示すので,高性能熱電変換材料の候補として注目されている。本研究ではSi及びSnベースのクラスレート単結晶を育成しその熱電物性(電気抵抗率ρ,S,κ)と低いκの原因を調べた。 1.VIII型Ba_8Ga_<16>Sn_<30>の単結晶試料をGa及びSn自己フラックス法で育成した。それぞれ正と負の熱電能を示すことから電荷キャリアは前者では電子,後者ではホールであることがわかる。両者共に,Sの絶対値は200μV/K以上,ρは10mΩcm以下,格子熱伝導率は0.6W/Kmと低いので,600KでのZTは0.9に達した。 2.I型Ba_8Ga_<16>Sn_<30>の低いκの原因は,GaとSnからなる14面体中でのBaゲストの非中心振動モードによる音響フォノンの効果的な散乱であると主張してきた。本研究ではラマン散乱によって,Baの振動の対称性とエネルギーを調べた。その結果,Baはカゴ中心からずれた位置を特性エネルギー20Kで回転運動することを見出した。このエネルギーは同型でガラス並みに低いκを占めすSr_8Ga_<16>Ge_<30>とEu_8Ga_<16>Ge_<30>よりも低い。 3.安価で軽い元素のみで構成されるI型Sr_8Al_<11>Si_<35>の単結晶を育成し,熱電物性を調べた。室温でのρ=0.3mΩcmとS=10μV/Kは同型のクラスレートに比べて一桁低い。これらの結果とκから見積もった室温での熱電変換無次元性能指数ZTは高々0.1であった。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Optical conductivity of rattling phonons in type-I clathrate Ba_8Ga_<16> Ge_<30>2009
Author(s)
T.Mori, S.Goshima, K.Iwamoto, S.Kushibiki, H.Matsumoto, N.Toyota, K.Suekuni, M.A.Avila, T.Takabatake, T.Hasegawa, N.Ogita, M.Udagawa
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Journal Title
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Peer Reviewed
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