| 研究課題/領域番号 |
16F16706
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 研究分野 |
ナノ材料工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
森 孝雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (90354430)
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| 研究分担者 |
VANEY JEAN-BAPTISTE 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2016-07-27 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 熱電材料 / カルコゲナイド / 磁性材料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、熱電特性への磁性の影響がどの状況でその影響が現れることを解明するために、様々な磁性を持った鉱物カルコゲナイド材料が研究された。第一段階として、希薄磁性の影響を研究するために、有名な熱電材料のBi2Te3での3d遷移金属のクロミウムドーピングが調査された。結果としては熱電性能指数の磁性に伴う増進が証明された。ドーピングにより、キャリア濃度を一定に保ち、キャリア濃度と磁性による効果が区別できた。低濃度ドーピングの場合だけで磁性の効果が明らかで、熱伝導性の低下に加えて、ZTの３０％の増加が測定された。理論計算と磁性のないガリウムドーピングとの比較を加えて、磁性による大きな有効質量高性能な熱電的性質に寄与していることを決定的に解明できた。
第二段階としてスピネルのCuCr2Te4で強磁性の影響が調べられた。SPS（放電プラズマ焼結方法）で銅原子スタッフィングを行い、Cu1+xCr2Te4の熱電的特性が研究された。銅濃度が上がると磁性が弱まり、ZTの増加が測定された。バンドギャップの狭いこの材料の場合は、電荷キャリアと磁気モーメントのカップリングに伴う強磁性がバンドギャップの閉鎖をもたらすと考えられる。結局、強磁性相での熱電特性が金属的になり、ZTが低減する。その一方で、銅スタッフィングにより、テルル化物のスピネルの中で高いZT（0.1）が得られた。一方で、スピネル結晶構造に近いCu4Mn2Te4の熱電的特性が調べられ、Mn原子空孔とIn2Te3とのコンポサイト化によって、高ZT（0.6）が得られた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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