| 研究課題/領域番号 |
17560043
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
水島 俊雄 富山大学, 理工学研究部, 准教授 (50135000)
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| 研究分担者 |
石川 義和 富山大学, 理工学研究部, 教授 (20143836)
桑井 智彦 富山大学, 理工学研究部, 准教授 (10251878)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | 熱電素子 / 低温 / ペルチェ効果 / 熱電能 / 強相関物質 / ペルチエ効果 |
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| 研究概要 |
低温で有用に作動する熱電素子を作成するために、低温で大きな熱電能を示す物質探索を行った。熱電能は2Kから室温までの温度範囲で測定を行った。
熱電素子の性能として熱電能、電気抵抗を主に測定したが、性能指数を求めるため、ペルチェ効果を測定し、そこから性能指数を求める方法を取った。2つの熱電素子CePd_2Al_3-YbA1_3、CePd_2Al_3-YbCu_<4.5>Ag_<0.5>、CePd_2Al_3-YbAl_3に対しては、77Kでペルチェ係数II=3.35mV、熱電能S=43.5μV/Kと求まり、性能指数ZT=4.72×10^<-6>を得た。素子CePd_2Al_3-YbCu_<4.5>Ag_<0.5>の77Kでの性能指数はZT=9.86×10^<-4>と良い値が得られた。
正に大きな熱電能を示す物質としてCeNi_9Si_4が有望であることが分かった。そこで次にCeNi_9Si_4-YbCu4.5Ag0.5の素子を作成した。この素子については77Kでペルチェ係数II=4.57mV、熱電能S=59.4μV/K、性能指数は1.26×10^<-3>であり、CePd_2Al_3-YbAl_3に比較して3桁、CePd_2Al_3-YbCu_<4.5>Ag_<0.5>に対してはわずかにではあるが良い値を示した。
続いて良い性能指数を示したCePd_2Al_3-YbCu_<4.5.Ag_<0.5>の素子の熱伝導を小さくするため粉末化した。200kg/cm^3の圧力を加え、素子を作成したが、性能指数はかえって小さい値となってしまった。この結果については加圧圧力を更に大きくすればいい結果が得られると考えている。
この研究ではい現在のところCePd_2Al_3-YbCu_<4.5>Ag_<0.5>の素子が低温での性能指数が良い値を示すことが分かったが、更に良い素子を探索すると同時に、素子の粉末化の技術を向上すれば良い素子が得られると考える。
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