| 研究課題/領域番号 |
20K05535
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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34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 新潟大学 (2022)
東北大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
星野 哲久 新潟大学, 自然科学系, 特任准教授 (30551973)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 熱流制御 / 熱電素子 / スピンクロスオーバー錯体 / 固体内分子振動 / 強誘電体 / 有機導体 / 熱伝導度 / スピン転移 / 有機結晶 / 柔軟性結晶 / 歪みセンサー / 錯体化学 / 分子科学 / 材料化学 / 熱伝導 / 熱流束制御 / 構造相転移 / スピンクロスオーバー / 低次元金属錯体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微小サンプルが測定可能な熱伝導度計を用いて、金属錯体結晶の次元性と熱伝導率の関係を明らかにする。低次元効果により高い熱伝導度をもつ金属錯体を探索するとともに、スピンクロスオーバー錯体やシアン化物架橋錯体などの相転移に伴う熱伝導度変化について明らかにする。また熱・光照射・ガス吸蔵などにより、可逆な結晶欠陥導入と熱流束制御について検討を行うとともに、熱伝導度の異なる結晶相の接合で熱デバイスを作成することで、金属錯体結晶による非対称な熱流束制御を実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では錯体化学を基盤とした結晶性熱流制御デバイスの創成を目的として検討を行い、以下の成果を得た。①一次元強誘電体NH4HSO4およびRbHSO4の熱伝導度を測定し、結晶学的にほぼ等構造である両者が、結晶内の分子振動によって全く異なる伝熱挙動を示すことを明らかにした。②代表的なドナー分子TCNQの部分酸化塩はその一次元バンド構造により大きな熱起電力を示す。これに様々な有機カチオンを導入し、熱伝導度の低減による熱電素子の性能指数（zT値）の変化を明らかにした。③スピンクロスオーバー錯体[Fe(R-salEen)]Xについてスピン転移と熱伝導度が強く相関していることを初めて明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、分子性結晶の熱伝導度を実際に測定し、構造の次元性や固体内分子運動との相関について明らかにした。このような研究成果は他に類がなく、固体物性研究において有益な手法を提案・実証することに成功したといえる。また本研究において開発した測定装置についても、成果発表論文や総説中において詳細な解説を加えたことで、研究分野の発展に貢献することができたと確信している。
また本研究では、スピン状態が熱伝導度と強い相関を持つことや、強誘電体が相転移に伴い熱伝導度変化を大きくスイッチすることを示した。これらの研究成果は新しい熱流制御デバイスの開発を通じて、省エネルギー社会に貢献するものである。
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