| 研究課題/領域番号 |
19K04986
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
中津川 博 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40303086)
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| 研究分担者 |
齋藤 美和 神奈川大学, 工学部, 助教 (60594215)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ペロフスカイトFe酸化物 / 熱電特性 / 無次元性能指数 / エネルギー変換効率 / n型素子 / p型素子 / 熱電変換材料 / スピン状態 / ペロブスカイトFe酸化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸化物系熱電材料は、p型では層状Co酸化物やペロブスカイトCo酸化物、n型ではペロブスカイトMn酸化物や電子添加されたZnOで高い熱電特性を示す材料が報告されているが、Bi2Te3系半導体のように、同一母相或いは同一結晶構造の酸化物系熱電材料でp型およびn型の高い性能を示す材料は見つかっていない。本研究は、Fe3+の低スピン(LS)状態と中間スピン(IS)状態の割合を制御し、ISFe3+が多数を占めるペロブスカイトFe酸化物を作製して、そのp/n型熱電特性を明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
近年、熱電材料は、未利用廃熱を回収できる熱電変換材料として注目を集めている。しかしながら、同一母相或いは同一結晶構造で高い性能を示す酸化物材料が未だ見つかっていない。そこで、p型およびn型の高い性能を示す可能性のあるペロブスカイトFe酸化物に着目した。本研究は、Fe3+のスピン状態を制御し中間スピンFe3+が多数を占めるペロブスカイトFe酸化物Nd1-xSrxFeO3-δ (0.1≦x≦0.9) を作製し、低温から高温までの結晶構造と磁気構造を同定して、従来の報告よりも高いp型およびn型熱電特性を示す可能性を明らかにした。更なる高い熱電特性を示す酸化物材料を探索することが今後の課題である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を更に発展させることにより、今後、p型およびn型の高い性能を示すペロブスカイトFe酸化物が発見されれば、高温・酸化環境下での熱電発電のエネルギー変換効率向 上に貢献するだけでなく、喫緊の課題である持続可能社会の促進をもたらす材料の実用化に、新しい展開がもたらされるものと期待される。
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