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TEM-ALCHEMI, STEMによる構造解析手法の開発と熱電変換材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21560687
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関長崎大学

研究代表者

森村 隆夫  長崎大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30230147)

研究分担者 羽坂 雅之  長崎大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30039698)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード原子・電子構造 / 透過型電子顕微鏡 / 熱電変換材料 / ゼーベック係数 / 無次元性能指数 / 走査型透過電子顕微鏡 / ALCHEMI / 熱伝導度 / 電気伝導度 / STEM
研究概要

TEM-ALCHEMI、STEMによる構造解析手法を開発し、熱電変換材料であるミスフィット型層状酸化物Ca_3Co_4O_9に適用するとともに、熱電特性の測定を行った。試料に添加元素を加えると、ゼーベック係数、電気伝導度には大きな変化は見られなかったが、熱伝導度が減少し、その結果無次元性能指数ZTが増加した。Srを添加した試料に対しSTEM HAADF像を測定した結果、Srのほとんどが岩塩層中に置換し、熱伝導の低下に寄与した。さらにSTEM EELSによりCoO_2層及び岩塩層におけるCoの価数を測定した結果、それぞれ+ 3. 48±0. 10価、+ 3. 02±0. 08価となり、Srを添加しない試料とほぼ等しくなった。本研究により、Srの岩塩層への固溶がCo価数を変えずゼーベック係数を低下させることなく、熱伝導率を減少させZTを向上させることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Microstructures and Thermoelectric Properties of Sintered Ca_3Co_4O_9-Based Oxide2012

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura, M.Hasaka, S.Kondo, H.Nakashima, H.Maeda
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 41(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric properties of melt-spun Zn_xSb_3 ribbons2012

    • 著者名/発表者名
      M.Hasaka, T.Morimura, H.Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electron Microscopy

      巻: 41(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 行列表示によるSTEM像シミュレーション法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      森村隆夫
    • 雑誌名

      長崎大学工学部研究報告

      巻: Vol.42 ページ: 16-22

    • NAID

      110009433203

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] On the role of induced impurity potential ofβ-FeSi_22011

    • 著者名/発表者名
      S. Kondo, M. Hasaka, T. Morimura
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: Vol.11 ページ: 142-145

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the role of induced impurity potential of β-FeSi_22011

    • 著者名/発表者名
      S.Kondo, M.Hasaka, T.Morimura
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 11 ページ: 142-145

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STEM image simulation by Bloch-wave method with layer-by-layer Representation2010

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura
    • 雑誌名

      Journal of Electron Microscopy

      巻: Vol.59

    • NAID

      120006984972

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructures of Annealed TiNiSn-Based Alloy Ribbons2010

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka, K. Shimoda, H. Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: Vol.39 ページ: 2149-2153

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructures of Annealed TiNiSn-Based Alloy Ribbons2010

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura, M.Hasaka, K.Shimoda, H.Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 39 ページ: 2149-2153

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STEM image simulation by Bloch-wave method with layer-by-layer representation2010

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura
    • 雑誌名

      Journal of Electron Microscopy

      巻: 59

    • NAID

      120006984972

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructures of Annealed TiNiSn-Based Alloy Ribbons2010

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura, M.Hasaka, K.Shimoda, H.Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials (掲載決定印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bloch波法によるSTEM像シミュレーションの積層試料への応用2009

    • 著者名/発表者名
      森村隆夫
    • 雑誌名

      まてりあ(日本金属学会報)

      巻: Vol.48 ページ: 606-606

    • NAID

      10026268061

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Microstructures and Thermoelectric Properties of an Annealed Ti_<0. 5>(Hf_<0. 5> Zr_<0. 5>)_<0. 5> NiSn_<0. 998> Sb_<0. 002> Ribbon2009

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka, S. Yoshida, H. Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: Vol.38 ページ: 1154-1158

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Ti_x(Hf_yZr_<1-y>)_<1-x> NiSn_<0. 998> Sb_<0. 002> Half-Heusler Ribbons2009

    • 著者名/発表者名
      M. Hasaka, T. Morimura, H. Sato, H. Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: Vol.38 ページ: 1320-1325

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bloch-wave-based STEM image simulation with layer-by-layer representation2009

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: Vol.109 ページ: 1203-1209

    • NAID

      120006983935

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bloch-wave-based STEM image simulation with layer-by-layer representation2009

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura, M.Hasaka
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy 109

      ページ: 1203-1209

    • NAID

      120006983935

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Ti^x(Hf^yZr^<1-y>)^<1-x>NiSn^<0.998>Sb^<0.002>Half-Heusler Ribbons2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hasaka, T.Morimura, H.Sato, H.Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 38

      ページ: 1320-1325

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructures and Thermoelectric Properties of an Annealed Ti^<0.5>(Hf^<0.5>Zr^<0.5>)^<0.5>NiSn^<0.998>Sb^<0.002>Ribbon2009

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura, M.Hasaka, S.Yoshida, H.Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 38

      ページ: 1154-1158

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bloch波法によるSTEM像シミュレーションの積層試料への応用2009

    • 著者名/発表者名
      森村隆夫
    • 雑誌名

      まてりあ(日本金属学会報) 48

      ページ: 606-606

    • NAID

      10026268061

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Microstructures and Thermoelectric Properties of Sintered Ca_3Co_4O_9-Based Oxide

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka, S. Kondo, H. Nakashima, H. Maeda
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric properties of melt-spun Zn_xSb_3 ribbons

    • 著者名/発表者名
      M. Hasaka, T. Morimura, H. Nakashima
    • 雑誌名

      Journal of Electron Microscopy

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Thermoelectric Properties of Melt-spun Zn_xSb_3 ribbons2011

    • 著者名/発表者名
      M. Hasaka, T. Morimura, H. Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics 2011
    • 発表場所
      Traverse City(Michigan)
    • 年月日
      2011-07-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Microstructures and Thermoelectric Properties of Sintered Ca_3Co_4O_9-Based Oxide2011

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka, S. Kondo, H. Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics 2011
    • 発表場所
      Traverse City(Michigan)
    • 年月日
      2011-07-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Microstructures and Thermoelectric Properties of Sintered Ca_3Co_4O_9-Based Oxide2011

    • 著者名/発表者名
      T.Morimura, M.Hasaka, S.Kondo, H.Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics 2011
    • 発表場所
      Traverse City (Michigan)
    • 年月日
      2011-07-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Thermoelectric Properties of Melt-spun Zn_xSb_3 ribbons2011

    • 著者名/発表者名
      M.Hasaka, T.Morimura, H.Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics 2011
    • 発表場所
      Traverse City (Michigan)
    • 年月日
      2011-07-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ハーフホイスラー型TiNiSn系合金の熱電的性質に及ぼすSb添加効果2010

    • 著者名/発表者名
      里華江、森村隆夫、羽坂雅之、中島弘道
    • 学会等名
      日本金属学科九州支部・日本鉄鋼協会九州支部合同学術講演会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2010-06-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] Bloch波法によるSTEM像シミュレーションの欠陥構造への応用2010

    • 著者名/発表者名
      森村隆夫、羽坂雅之
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第66回学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋)
    • 年月日
      2010-05-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] 高効率エネルギー変換PbTe系半導体の開発2009

    • 著者名/発表者名
      陣内圭、羽坂雅之、森村隆夫、近藤慎一郎
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州)
    • 年月日
      2009-12-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] クラスレート系化合物の構造と熱電的性質2009

    • 著者名/発表者名
      七山優、羽坂雅之、森村隆夫、近藤慎一郎
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州)
    • 年月日
      2009-12-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] STEM image simulation by Bloch wave method in layer-by-layer representation2009

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka
    • 学会等名
      Frontiers of Electron Microscopy in Materials Science
    • 発表場所
      ハウステンボス(佐世保)
    • 年月日
      2009-09-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] Microstructures of annealed TiNiSn-based alloy ribbons2009

    • 著者名/発表者名
      T. Morimura, M. Hasaka, S. Yoshida, H. Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics & European Conference on Thermoelectrics 2009
    • 発表場所
      Freiburg(Germany)
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] Thermoelectric properties of melt-spun ribbons with TiNiSn-based half-Heusler phases2009

    • 著者名/発表者名
      M. Hasaka, T. Morimura, Y. Yatsuki, T. Suetsugu, H. Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Thermoelectrics & European Conference on Thermoelectrics 2009
    • 発表場所
      Freiburg(Germany)
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] ハーフホイスラー型TiNiSn系合金の熱電的性質に及ぼすドーピング効果2009

    • 著者名/発表者名
      末続哲也、八木勇一、森村隆夫、中島弘道、羽坂雅之
    • 学会等名
      日本金属学科九州支部・日本鉄鋼協会九州支部合同学術講演会
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州)
    • 年月日
      2009-06-06
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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