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ファンデルワールスエピタキシー法による革新的熱電材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K18889
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分29:応用物理物性およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

塩貝 純一  大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30734066)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード層状化合物 / 層状物質 / 熱電効果 / 熱電素子
研究開始時の研究の概要

2次元層状物質の薄膜積層構造では、層面内は強い共有結合である一方で、層間は弱いファンデルワールス力で結合されています。このため、隣接する物質からの格子歪の影響を受けず、目的の物性の創出に対して、幅広い物質選択が可能です。本研究では、このような積層構造を作製する「ファンデルワールスエピタキシー」法を使って、革新的な熱電素子の開発を行います。

研究成果の概要

2次元層状化合物では、層間が弱いファンデルワールス力で結合されているため、異なる物質の積層を考える場合、目的の物性の創出に対して幅広い物質選択が可能である。本研究では、このような層状化合物固有の特性を活かした革新的な熱電素子の開発を行うことを目的として、単結晶薄膜試料の合成と構造評価、及び磁気輸送特性や熱電特性の評価を行った。今後、これらの物質の積層構造を検討することで、結晶構造に由来する異方的な電子伝導やスピンを活用した新しい熱電効果の観測につながると期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、2次元層状化合物がもつ異方的な電気伝導性や熱伝導性に着目し、これらの物質群を使った積層構造における熱電機能を開拓することを目指して、薄膜形状の試料において熱電特性を評価した。2次元的な結晶構造を持った新物質薄膜の熱電材料としての知見を得ることができ、今後これらの物質群の積層構造に展開していくことで、更なる機能の開拓が期待できると考えている。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Superconducting FeSe membrane synthesized by etching of water-soluble Sr3Al2O6 layer2023

    • 著者名/発表者名
      Junichi Shiogai and Atsushi Tsukazaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 122 号: 5 ページ: 52602-52602

    • DOI

      10.1063/5.0135702

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical detection of domain evolution in magnetic Weyl semimetal Co<sub>3</sub>Sn<sub>2</sub>S<sub>2</sub> submicrometer-wide wire devices2022

    • 著者名/発表者名
      Shiogai Junichi、Ikeda Junya、Fujiwara Kohei、Seki Takeshi、Takanashi Koki、Tsukazaki Atsushi
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 6 号: 11 ページ: 114203-114203

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.6.114203

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [備考] 研究者ホームページ

    • URL

      http://interface.phys.sci.osaka-u.ac.jp/shiogai.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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