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ランダム性を持つカゴ状熱電変換物質における電子の量子干渉を活用した物質設計の探求

研究課題

研究課題/領域番号 15K06487
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関山口大学

研究代表者

赤井 光治  山口大学, 国際総合科学部, 准教授 (20314825)

研究分担者 岸本 堅剛  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50234216)
研究協力者 松浦 満  山口大学, 名誉教授
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード熱・エネルギー材料 / 熱電クラスレート半導体 / 電子状態 / 熱電変換材料 / かご状構造 / ジントル化合物 / 電子構造 / クラスレート半導体
研究成果の概要

本研究ではIV族元素とIII族元素が混在するホスト格子構造を持つクラスレート化合物半導体において、高いキャリア移動率が実現する機構についてクラスレート構造との関連性に注目しつつ電子構造の視点から研究を行った。タイプI構造およびタイプVIII構造を持つBa-Ga-Snクラスレート半導体およびタイプII構造を持つK-Ba-Ga-Snの計算を行い、伝導帯下端の電子状態とラットリングを起こすゲスト原子間の相互作用と移動率の間に強い相関が現れることが明らかになった。また、元素置換効果によるキャリア散乱効果を解析するため、最局在Wannier関数を用いたバンド構造の解析について検討を行った。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Electronic structure study on Zintl compound Na2ZnSn5 by using Wannier functions2017

    • 著者名/発表者名
      J. Hirata, K. Akai, K. Kishimoto, H. Kurisu, T. Koyanagi, S. Yamamoto
    • 学会等名
      the 12th General Meeting of ACCMS
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wanner 関数法を用いた熱電クラスレートに対する電子状態の検討2017

    • 著者名/発表者名
      赤井光治, 岸本堅剛, 小柳剛, 山本節夫
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] First-princeples study on electronic structures and thermoelectric properties of Cs-Ge type-I clathrates2016

    • 著者名/発表者名
      K. Akai, K. Kishimoto, T. Koyanagi, S. Yamamoto
    • 学会等名
      the 11th General Meeting of ACCMS
    • 発表場所
      東北大学(宮城県、仙台市)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-princeples electronic structure calculation of Zintl compound2016

    • 著者名/発表者名
      J. Hirata, K. Akai, K. Kishimoto, H. Kurisu T. Koyanagi, S. Yamamoto
    • 学会等名
      the 11th General Meeting of ACCMS
    • 発表場所
      東北大学(宮城県、仙台市)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cs-Ge系タイプIクラスレートの電子構造計算2016

    • 著者名/発表者名
      赤井光治, 岸本堅剛, 小柳剛, 山本節夫
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 4元SiクラスレートRb-Na-X-Si(X=Ga, Zn)の電子構造2016

    • 著者名/発表者名
      赤井光治, 岸本堅剛, 小柳剛, 山本節夫
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] タイプII構造クラスレート半導体K-Ba-Ga-Snの電子構造と熱電性能向上の検討2015

    • 著者名/発表者名
      赤井光治, 岸本堅剛, 小柳剛, 山本節夫
    • 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(福岡県春日市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] クラスレート構造を模した2次元格子モデルに基づく電子構造の検討2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤義文, 赤井光治, 岸本堅剛, 小柳剛, 栗巣普輝, 山本節夫
    • 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(福岡県春日市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles study of electronic structure on PGEC Clathrates K-Ba-Ga-Sn2015

    • 著者名/発表者名
      K. Akai, K. Kishimoto, T. Koyanagi, S. Yamamoto
    • 学会等名
      34th international conference on thermoelectrics
    • 発表場所
      Int. Congress Center, Dresden, Germany
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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