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Study on Creation of Novel Clathrate Semiconductors and Their Application to Thermoelectric Materials

Research Project

Project/Area Number 19560713
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionTokyo University of Science, Yamaguchi

Principal Investigator

ANNO Hiroaki  Tokyo University of Science, Yamaguchi, 工学部, 准教授 (60279106)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KOGA Kenji  山口東京理科大学, 基礎工学部, 助教 (10423386)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords省エネルギー / 熱電変換 / クラスレート / 元素置換 / ゼーベック係数 / フォノン / 有効質量 / 電子構造 / 熱電変換材料 / 半導体 / 熱伝導率 / ゲストーホスト間相互作用 / ゲスト置換 / ホスト置換 / 電子構造変調 / 状態密度 / 熱電発電 / 廃熱利用 / 熱電能 / 電子構造計算
Research Abstract

It is highly desired to find new materials for thermoelectric energy conversion, by which the electric power can be generated directly from an enormous amount of waste heat, toward the goal of realizing the energy conservation and environmental coexistence society. We have studied the material design and the control of the thermoelectric properties in silicon- and germanium-based clathrate semiconductors, utilizing a high degree of freedom in the cage-like crystal structure which consists of polyhedral networks (host) including guest atoms inside the voids. The novel structural manipulation and control by elemental substitutions on host lattice and guest sites cause a significant increase of the thermoelectric power due to the modifications of the electronic structure and a decrease of the lattice thermal conductivity due to the enhanced phonon scattering. The development of clathrate semiconductors on the material design found in this study will lead to the creation of novel thermoelectric materials with high conversion efficiency.

Report

(4 results)
  • 2009 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (82 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (67 results) Book (3 results) Remarks (2 results)

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      中林貴大, 外園昌弘, 立川博章, 阿武宏明
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      第6回日本熱電学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学 青葉山キャンパス
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      古賀健治, 深本真史, 鈴木康司, 阿武宏里
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      第69回応用物理学会学術講演会講演予稿集 3p-Y-3, p.212
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-03
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    • Author(s)
      古賀健治, 深本真史, 鈴木康司, 阿武宏明
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-03
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      野口信次, 鈴木康司, 古賀健治, 阿武宏明
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 30a-P15-1, p.273
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部,船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-30
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      沖田一樹, 古賀健治, 阿武宏明
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      第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 30a-P15-2, p.274
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      日本大学理工学部,船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-30
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      鈴木康司, 野口信次, 古賀健治, 阿武宏明
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      第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 30a-P15-3, p.274
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      日本大学理工学部,船橋キャンパス
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      2008-03-30
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      野口 信次, 鈴木 康司, 古賀 健治, 阿武 宏明
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      第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, (30a-P15-1, p.273)
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      日本大学理工学部,船橋キャンパス
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      2008-03-30
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      沖田 一樹, 古賀 健治, 阿武 宏明
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      第55回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, (30a-P15-2, p.274)
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      鈴木 康司, 野口 信次, 古賀 健治, 阿武 宏明
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      日本大学理工学部,船橋キャンパス
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      古賀健治
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      山口東京理科大学
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      楠田真太, 古賀健治, 阿武宏明
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      第8回液晶研究所シンポジウム・第4回先進材料研究所シンポジウム・合同シンポジウム講演要旨集 P-25, p.48
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      山口東京理科大学
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      鈴木康司, 古賀健治, 阿武宏明
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      山口東京理科大学
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      2008-03-17
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      野口信次, 古賀健治, 阿武宏明
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      第8回液晶研究所シンポジウム・第4回先進材料研究所シンポジウム・合同シンポジウム講演要旨集 P-27, p.50
    • Place of Presentation
      山口東京理科大学
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      2008-03-17
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      沖田一樹, 古賀健治、阿武宏明
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      第8回液晶研究所シンポジウム・第4回先進材料研究所シンポジウム・合同シンポジウム講演要旨集 P-28, p.51
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      山口東京理科大学
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      山口東京理科大学
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      楠田 真太, 古賀 健治, 阿武 宏明
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      第8回液晶研究所シンポジウム・第4回先進材料研究所シンポジウム・合同シンポジウム講演要旨集, (P-25, p.48)
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      山口東京理科大学
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      鈴木 康司, 古賀 健治, 阿武 宏明
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      野口 信次, 古賀 健治, 阿武 宏明
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      第8回液晶研究所シンポジウム・第4回先進材料研究所シンポジウム・合同シンポジウム講演要旨集, (P-27, p.50)
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      山口東京理科大学
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      2008-03-17
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      阿武宏明, S. Noguchi, K. Suzuki K. Koga
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      Abstracts CD of The International Union of Materials Research Societies (IUMRS) International Conference in Asia 2008 (IUMRS-ICA 2008), Nagoya Congress Center, UP-12
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      Nagoya, Japan
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      楠田真太, 古賀健治, 播磨宗史, 立川博章, 阿武宏明
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      第5回日本熱電学会学術講演会(TSJ2008)予稿集 P-28, p.72
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      K. Koga, K. Suzuki, M. Fukamoto, H. Anno
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      Book of Abstracts XXVII International Conference on Thermoelectrics (ICT2008), P41, p.118
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      Oregon State University, Corvallis, Oregon, USA
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      K. Koga, K. Suzuki, M. Fukamoto, H. Anno
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      27^<th> International Conference on Thermoelectrics (ICT2008)
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      Oregon State University, Corvallis, Oregon, USA
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      楠田真太, 古賀健治, 播磨宗史, 立川博章, 阿武宏明
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      H. Anno, S. Noguchi, K. Suzuki, K. Koga
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      The International Union of Materials Research Societies (IUMRS) International Conference in Asia 2008 (IUMRS-ICA 2008)
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      鈴木康司、古賀健治、阿武宏明、松原覚衛
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      北海道工業大学
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      2007-09-06
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      鈴木 康司, 古賀 健治, 阿武 宏明, 松原 覚衛
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      第68回応用物理学会学術講演会講演予稿集, (6p-ZK-2, p.250)
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      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-06
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      鈴木康司、野田信次、古賀健治、阿武宏明、松原覚衛
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      第4回日本熱電学会学術講演会(TSJ2007)予稿集 P-7, p.49
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      大阪大学,コンベンションセンター
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      第4回日本熱電学会学術講演会(TSJ2007)予不高集, (P-7, p.49)
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      大阪大学,コンベンションセンター
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      第4回日本熱電学会学術講演会(TSJ2007)予稿集, (P-11, p.53)
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      大阪大学,コンベンションセンター
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      H.Anno, K.Suzuki, K.Koga, and K.Matsubara
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      Abstract of The XXVI International Conference on Ther-moelectrics(ICT2007), P-A-06, p.72(2907)
    • Place of Presentation
      Jeju Island,Korea
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  • [Book] CERAMIC DATA BOOK 2009/10.(「ナノ構造制御によるクラスレート熱電変換材料の創製」)(工業製品技術協会)ISBN:4-905959-91-X 工業と製品:Vol.37, No,91, pp.70-732009

    • Author(s)
      阿武宏明
    • Total Pages
      186
    • Publisher
      株式会社テクノプラザ
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    • Author(s)
      阿武宏明, 古賀健治
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
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    • Author(s)
      阿武宏明, 古賀健治
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
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  • [Remarks] ホームページ等

    • URL

      http://www.tus.ac.jp/ridai/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tus.ac.jp/ridai/

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      2009 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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