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新規Al系熱電材料の創製および熱電特性の評価

研究課題

研究課題/領域番号 15J00190
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 金属物性・材料
研究機関大阪大学

研究代表者

熊谷 将也  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードAluminium / Pseudogap / Metastable phase / Thermoelectric / Novel material / Thermal conductivity / Semiconductor / Seebeck coefficient / Unstable phase
研究実績の概要

近年,既存高性能熱電材料は毒性を含むものが多く,商業利用など応用を考慮した場合に大きな障壁となるため,無毒で高い変換効率を有する材料(現在ではSi系熱電材料が主流)の研究が注目されている。その一方で,Si以外の無害な材料系,特にAl系熱電材料はほとんど存在しない。そこで本研究では,新たなAl系熱電材料を提案し,それら材料の作製手法の確立および各種熱電特性の評価を行うことを目的としている。平成28年度の研究実施計画はFeAl2の作製であったが、研究の進展により新規半導体材料Al5Co2の作製および材料データベースの開発を行なった。Al5Co2はこれまで熱電特性のの報告がされていながったが、高い出力因子および低い格子熱伝導率を有することを明らかにし、新規熱電変換材料としての可能性を示すことに成功した。さらに今年度は、新規熱電材料の探索を目的とした実験的物性値データベースの作成を行った。これまでにも、Materials Project(https://www.materialsproject.org/)やTE Design Lab(http://tedesignlab.org/)など第一原理計算の結果を中心に蓄積したデータベースは幾つか存在している。ところが、実験値を蓄積したデータベースはほとんど存在しない。そこで本研究では、論文に記載されている実験値のグラフからデータを抽出し、蓄積する材料データベースを作成した。現在、実験値を抽出、蓄積するシステムは実装されており、100を超えるデータが集まってきている。今後集まったデータの解析は必要であるが、新規材料探索に貢献しうるシステムの開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 擬ギャップ系材料Al<sub>5</sub>Co<sub>2</sub> の電子構造および熱電特性2017

    • 著者名/発表者名
      熊谷 将也, 黒崎 健, 大石佑治, 牟田 浩明, 山中 伸介
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 81 号: 2 ページ: 55-59

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2016053

    • NAID

      130005296414

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reduction of lattice thermal conductivity of pseudogap intermetallic compound Al3V2015

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kumagai1, Ken Kurosaki, Yuji Ohishi, Hiroaki Muta, Shinsuke Yamanaka
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 253 号: 3 ページ: 469-472

    • DOI

      10.1002/pssb.201552650

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Electronic structure and thermoelectric properties of pseudogap intermetallic compound Al5Co22017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kumagai
    • 学会等名
      Metals and Materials Society 2017
    • 発表場所
      San Diego, California, United States
    • 年月日
      2017-02-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規擬ギャップ系材料Al5Co2の創製および熱電特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      熊谷 将也,黒崎 健,大石 佑治,牟田 弘明,山中 伸介
    • 学会等名
      第13回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都・葛飾区)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Al-based compounds as low-toxicity thermoelectric materials2016

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kumagai
    • 学会等名
      9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規擬ギャップ系材料Al3Vの創製および熱電特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷将也
    • 学会等名
      第12回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパスC-Cube (福岡県春日市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Ti or Nb substitution for the V site on the thermoelectric properties of Al3V2015

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kumagai
    • 学会等名
      34th International Conference of Thermoelectrics
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic structure and thermoelectric properties of the novel pseudogap system Al3V2015

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kumagai
    • 学会等名
      11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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