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格段に多い谷数を有する高性能熱電材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14420
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関山口大学

研究代表者

岸本 堅剛  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50234216)

研究分担者 赤井 光治  山口大学, 国際総合科学部, 教授 (20314825)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード熱電材料 / 多谷構造 / クラスレート化合物 / ウェイド化合物 / 電子構造計算 / バンド構造 / 有効質量 / 電子構造
研究成果の概要

バンド計算を利用して,多谷の電子構造を有する熱電材料の候補物質を探索した。いくつかの物質について,その試料体を作製し,熱電特性を測定した。それにより,熱電性能に対する多谷構造の有効性を議論するとともに,高性能な熱電材料を開発した。例えば,クラスレート化合物Na8Ga8Ge38やウェイド化合物KGa3は,多谷構造に起因する比較的高い熱電性能を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱電発電では排熱から電気エネルギーを作ることができる。それに使用する熱電材料の高性能化を試みた。本研究で着目したのは多谷の電子構造である。理論計算により新たな候補物質を探すとともに,数種の候補物質の試料体を作製し,特性評価した。その結果,多谷構造による熱電性能への好影響を観測した。また,いくつかの高性能物質を開発した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] KGa3の作製と熱電気的特性2018

    • 著者名/発表者名
      岸本堅剛, 赤井光治
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Type-Iクラスレート化合物Na8MxGe46-x (M=Ga, Zn)の熱電気的特性2018

    • 著者名/発表者名
      竹下陸, 岸本堅剛, 赤井光治, 小柳剛
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多谷構造を有するCs8Zn4Ge42クラスレートの作製と熱電特性2017

    • 著者名/発表者名
      岸本堅剛, 小柳剛, 赤井光治
    • 学会等名
      第14回日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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 (Last) General Meeting of ACCMS-VO
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cs-Ge系タイプ1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
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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