ガラステンプレートを用いたナノワイヤー熱電変換素子の開発

• 研究課題/領域番号: 19686041
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 長谷川 靖洋 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (60334158)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2008年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2007年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
• キーワード: ナノ構造 / 熱電変換 / 熱電効果 / ガラステンプレート / 量子効果

研究概要

石英ガラステンプレートを用いて長さ1mm以上で、ナノメーターオーダーの直径を持つBi製ナノワイヤー熱電変換素子の開発に成功し、ゼーベック係数・抵抗率の温度依存性を測定することが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Reducing thermal conductivity of thermoelectric materials by using a narrow wire geometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Takashi Komine
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.106 ページ: 637031-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mean free path limitation of thermoelectric properties of bismuth nano-wire (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Yasuhiro Hasegawa, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura, Christopher M. Jaworski, Vladimir Jovovic, Joseph P. Heremans
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics, Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology Vol.105 ページ: 1137061-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric properties of bismuth nanowires in a quartz template (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Yasuhiro Hasegawa, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura, Vladimir Jovovic, Joseph P. Heremans
  • 雑誌名: Applied Physics Letters, Virtual Journal of Nanoscale Science &Technology Vol.94 ページ: 192104-192104
• [雑誌論文] Mobility estimation in microsized bismuth wire arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.105 ページ: 1037151-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Bismuth Micro/Nanowire Array Elements Pressured into a Quartz Template Mold (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials Vol.38 ページ: 944-949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reducing thermal conductivity of thermoelectric materials by using a narrow wiregeometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Takashi Komine
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 106 ページ: 0637031-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mean free path limitation of thermoelectric properties of bismuth nano-wire (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Yasuhiro Hasegawa, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura, Christopher M.Jaworski, Vladimir Jovovic, Joseph P.Heremans
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105 ページ: 1137061-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric properties of bismuth nanowires in a quartz template (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Yasuhiro Hasegawa, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura, Vladimir Jovovic, Joseph P.Heremans
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94 ページ: 1921041-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobility estimation in microsized bismuth wire arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105 ページ: 1037151-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Bismuth Micro/Nanowire Array Elements Pressured into a Quartz Template Mold (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Takashi Komine, Takashi Taguchi, Shinichiro Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 38 ページ: 944-949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of the band structure of BiSb alloy on the magneto-Seebeck coefficient (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Teramoto, Takashi Komine, Shinji Yamamoto, Masahiro Kuraishi, Ryuji Sugita, Yasuhiro Hasegawa, Hiroaki Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.104 ページ: 537141-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Thermoelectric Properties in Bi-Microwires by Harman Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Iwasaki, Hiroyuki Morita, Yasuhiro Hasegawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.47 ページ: 3576-3580
  • NAID: 40016057247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of the magneto-Seebeck effect of bismuth with anisotoropic band structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Teramoto, Takashi Komine, Masahiro Kuraishi, Ryuji Sugita, Yasuhiro Hasegawa, Hiroaki Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.103 ページ: 437171-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Thermoelectric Properties in Bi-Microwires by the Harman Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Iwasaki, Hiroyuki Morita, Yasuhiro Hasegawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 3576-3580
  • NAID: 40016057247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of the band structure of BiSb alloy on the magneto-Seebeck coefficient (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Teramoto, Takashi Komine, Shinji Yamamoto, Masahiro Kuraishi, Ryuji Sugita, Yasuhiro Hasegawa, and Hiroaki Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 104 ページ: 537141-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of the magneto-Seebeck effect of bismuth with anisotoropic band structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Teramoto, Takashi Komine, Masahiro Kuraishi, Ryuji Sugita, Yasuhiro Hasegawa, Hiroaki Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 103 ページ: 0437171-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Power factor enhancement in a magnetic field using polycrystalline bismuth microwire arrays (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa, H. Nakano, H. Morita, T. Komine, H. Okumura, H. Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.102 ページ: 737011-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aspect Ratio Dependence of Magnetoresistivity in Polycrystalline Bismuth Microwire Arrays (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa, H. Nakano, H. Morita, A. Kurokouchi, K. Wada, T. Komine, H. Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.101 ページ: 337041-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Power factor enhancement in a magnetic field using polycrystalline bismuth microwire arrays (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Hirofumi Nakano, Hiroyuki Morita, Takashi Komine, Haruhiko Okumura, Hiroaki Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 102 ページ: 0737011-5
  • 査読あり
• [学会発表] Biナノワイヤーにおける輸送特性の有効質量依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 市毛雄基, 松本剛, 池谷政洋, 小峰啓史, 杉田龍二, 青野友祐, 村田正行, 中村太紀, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京・東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Biナノワイヤーにおける表面ポテンシャルがナノワイヤー輸送特性に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本剛, 市毛雄基, 池谷政洋, 小峰啓史, 杉田龍二, 青野友佑, 村田正行, 中村太紀, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京・東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Biナノワイヤーにおける熱電特性の結晶方向依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村田正行, 中村太紀, 山本浩也, 長谷川靖洋, 小峰啓史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京・東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] ナノワイヤー形状での熱電材料の熱伝導率変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖洋, 村田正行, 中村太紀, 山本浩也, 小峰啓史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京・東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] GM冷凍機の高精度温度安定法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 長谷川靖洋, 村田正行, 山本浩也, 小峰啓史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京・東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Biナノワイヤーにおける輸送特性の有効質量依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 市毛雄基, 松本剛, 池谷政洋, 小峰啓史, 杉田龍二, 青野友祐, 村田正行, 中村太紀, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Biナノワイヤーにおける表面ポテンシャルがナノワイヤー輸送特性に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本剛, 市毛雄基, 池谷政洋, 小峰啓史, 杉田龍二, 青野友佑, 村田正行, 中村太紀, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Biナノワイヤーにおける熱電特性の結晶方向依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村田正行, 中村太紀, 山本浩也, 長谷川靖洋, 小峰啓史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] ナノワイヤー形状での熱電材料の熱伝導率変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖洋, 村田正行, 中村太紀, 山本浩也, 小峰啓史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] GM冷凍機の高精度温度安定法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 長谷川靖洋, 村田正行, 山本浩也, 小峰啓史
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 石英テンプレートを用いた500nm級シングルBiナノワイヤーの熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 植松大輔, 中村真一郎, 田口隆志
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山・富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 石英テンプレートを用いた500nm級シングルBiナノワイヤーの熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 植松大輔, 中村真一郎, 田口隆志
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] ガラス充填ビスマスナノワイヤの作製とその結晶性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田口隆志, 中村真一郎, 伊神裕登, 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第6回日本熱電学会学術講演会
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] Thermoelectric properties of 500nm-order individual bismuth nano-wire using quartz template (2009)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nakamura, Masayuki Murata, Yasuhiro Hasegawa, Takashi Komine, Daisuke Uematsu, Shinichiro Nakamura Takashi Taguchi
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: ドイツ・フライブルグ
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] A technique how to contact between bismuth nano-wire edge and electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Murata, Daiki Nakamura, Yasuhiro Hasegawa, Takashi Komine, Daisuke Uematsu, Shinichiro Nakamura Takashi Taguchi
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: ドイツ・フライブルグ
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Numerical analysis of effective thermal conductivity in microwire array element (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Komine, Masahiko Kuraishi, Takayuki Teramoto, Ryuji Sugita, Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: ドイツ・フライブルグ
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Numerical analysis of effective thermal conductivity in microwire array element (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Komine, Masahiko Kuraishi, Takayuki Teramoto, Ryuji Sugita, Yasuhiro Hasegawa, Masayuki Murata, Daiki Nakamura
  • 学会等名: 28^<th> International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: ドイツ・フライブルグ
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Thermoelectric properties of 500nm-order individual bismuth nano-wire using quartz template (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 植松大輔, 中村真一郎, 田口隆志
  • 学会等名: 28^<th> International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: ドイツ・フライブルグ
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] A technique how to contact between bismuth nano-wire edge and electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 植松大輔, 中村真一郎, 田口隆志
  • 学会等名: 28^<th> International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: ドイツ・フライブルグ
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Biナノワイヤー熱電素子の作製法と熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村田正行, 中村太紀, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 田口隆志, 中村真一郎, Vladimir Jovovic, Joseph P. Heremans
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 茨城・筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 平均自由行程を考慮したBiナノワイヤーの熱電特性の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 田口隆志, 中村真一郎, Vladimir Jovovic, Joseph Heremans
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 茨城・筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] Biナノワイヤー熱電素子の作製法と熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村田正行, 中村太紀, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 田口隆志, 中村真一郎, Vladimir Jovovic, JosephP. Heremans
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 平均自由行程を考慮したBiナノワイヤーの熱電特性の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太紀, 村田正行, 長谷川靖洋, 小峰啓史, 田口隆志, 中村真一郎, Vladimir Jovovic, Joseph P. heremans
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] Thermoelectric properties of bismuth micro/nano wire array elements pressured into mold made from quartz template (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro HASEGAWA, Hiroyuki MORITA, Takashi KOMINE, Takashi TAGUCHI, Shinichiro NAKAMURA
  • 学会等名: 27th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: 米国・オレゴン州立大学
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] 石英中に圧入されたBiマイクロ/ナノワイヤー素子の熱電特性測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖洋, 中野博文, 中村太紀, 森田寛之, 小峰啓史, 田口隆志, 中村真一郎
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 千葉・日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] BiSb合金における磁気ゼーベック係数の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小峰啓史, 寺本貴之, 杉田龍二, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 千葉・日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 石英中に圧入されたBiマイクロ/ナノワイヤー素子の熱電特性測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖洋, 中野博文, 中村太紀, 森田寛之, 小峰啓史, 田口隆志, 中村真一郎
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] Biマイクロワイヤーの熱電性能指数 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松並博之, 岩崎秀夫, 森田寛之, 長谷川靖洋
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道・北海道工業大学
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Magnetic field dependence of power factor using polycrystalline bismuth microwire arrays (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Hasegawa, Hirofumi Nakano, Hiroyuki Morita, Takashi Komine, Haruhiko Okumura, Hiroaki Nakamura
  • 学会等名: 26th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: 韓国・済州島
  • 年月日: 2007-06-05
• [図書] 熱電変換ハンドブック (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖洋, 他24名
  • 総ページ数: 675
  • 出版者: NTS
• [備考]
  • URL: http://www.env.gse.saitama-u.ac.jp/hasegawa/
• [産業財産権] 蓄冷式冷凍機とそれを用いた冷却方法 (2010)
  • 発明者名: 中村太紀, 長谷川靖洋
  • 権利者名: 埼玉大学長
  • 出願年月日: 2010-01-22
• [産業財産権] 蓄冷式冷凍機とそれを用いた冷却方法 (2010)
  • 発明者名: 中村太紀, 長谷川靖洋
  • 権利者名: 埼玉大学学長
  • 産業財産権番号: 2010-012606
  • 出願年月日: 2010-01-22
• [産業財産権] 積層型熱電変換素子及びその製造方法 (2007)
  • 発明者名: 長谷川靖洋, 田口隆志
  • 権利者名: 埼玉大学長, デンソー基礎研究所所長
  • 出願年月日: 2007-08-06