新規熱電カルコゲナイドの創製と物性研究

• 研究課題/領域番号: 22840021
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 末國 晃一郎 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (10582926)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,887千円 (直接経費: 2,990千円、間接経費: 897千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2010年度: 1,937千円 (直接経費: 1,490千円、間接経費: 447千円)
• キーワード: 熱電変換 / カルコゲナイド / 硫化物 / スピネル / テトラへドライト / 可変領域ホッピング / テトラヘドライト

研究概要

本研究では,立方晶の複雑構造を有するスピネルCu_yFe_4Sn_<12> X_<32>(X=S, Se)とテトラへドライトCu_<12-x> Tr_xSb_4S_<13>(Tr :遷移金属)を作製し,熱電物性を調べた。前者の研究から,可変領域ホッピング伝導が高温での高い熱電性能の実現に有望な伝導機構であると提案した。さらに,テトラへドライトはシリカガラス以下の低熱伝導率のために極めて高い熱電性能を示すことを世界に先駆けて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Mineral Tetrahedrites Cu_<10> Tr_2Sb_4S_<13> with Low Thermal Conductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni, K. Tsuruta, T. Ariga, M. Koyano
  • 雑誌名: Appl Phys Express 巻: 5
  • NAID: 10030593351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Selenospinel Cu_6Fe_4Sn_<12> Se_<32> (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni, M. Kunii, H. Nishiate, M. Ohta, A. Yamamoto, and M. Koyano
  • 雑誌名: J. Electron Mater 巻: 41 ページ: 1130-1133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Selenospinel Cu_6Fe_4Sn_<12>Se_<32> (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Suekuni, M.Kunii, H.Nishiate, M.Ohta, A.Yamamoto, M.Koyano
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 巻: 2011(印刷中) 号: 6 ページ: 1130-1133
  • DOI: 10.1007/s11664-011-1842-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Mineral Tetrahedrites Cu_<10>Tr_2Sb_4Si_<13> with Low Thermal Conductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Suekuni, K.Tsuruta, T.Ariga, M.Koyano
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 号: 5 ページ: 051201-051201
  • DOI: 10.1143/apex.5.051201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variable-range-hopping conduction and low thermal conductivity in chalcogenide spinel Cu_yFe_4Sn_<12> X_<32>(X=S, Se) (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni, K. Tsuruta, T. Ariga, and M. Koyano
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variable-range-hopping conduction and low thermal conductivity in chalcogenide spinel Cu Fe_4Sn_<12>X_<32> (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Suekuni, K.Tsuruta, T.Ariga, M.Koyano
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109
  • 査読あり
• [学会発表] スピネル化合物Cu_yFe_4Sn_<12> Se_<32>の電子輸送現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎,鶴田光次郎,有賀智紀,小矢野幹夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学,西宮市,兵庫県
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] スピネル化合物Cu_yFe_4Sn_<12>Se_<32>の電子輸送現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎, 鶴田光次郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学,上ヶ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Development of Novel Multicomponent Chalcogenides (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni
  • 学会等名: Japan-Finland March Meeting for the future in thermoelectrics
  • 発表場所: Faculty of Science, Nagoya University, Nagoya
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] Development of Novel Multicomponent Chalcogenides (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Suekuni
  • 学会等名: Japan-Finland March Meeting for the future in thermoelectrics
  • 発表場所: Faculty of Science, Nagoya University(Invited talk)
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] スピネル化合物Cu_y(Fe_<1-x> Co_x)_4Sn_<12> Se_<32>の可変領域ホッピング伝導と熱電物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎,鶴田光次郎,有賀智紀,小矢野幹夫
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学,富山市,富山
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] スピネル化合物Cu_y(Fe_<1-x>Co_x)Sn_<12>Se_<32>の可変領域ホッピング伝導と熱電物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎, 鶴田光次郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学,五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] カルコゲナイドスピネルCu_yT_4Sn_<12> S_<32>(T=Fe, Co)のp, n制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鶴田光次郎,末國晃一郎,有賀智紀,小矢野幹夫
  • 学会等名: 第八回日本熱電学会学術講演会(TSJ2011)
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市,北海道
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] 可変領域ホッピング伝導体Cu_yFe_4Sn_<12> Se_<32>の熱電物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎,鶴田光次郎,有賀智紀,國井勝,太田道広,山本淳,小矢野幹夫
  • 学会等名: 第八回日本熱電学会学術講演会(TSJ2011)
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市,北海道
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] 可変領域ホッピング伝導体Cu_yFe_4Sn_<12>Se_<32>の熱電物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎, 鶴田光次郎, 有賀智紀, 國井勝, 太田道広, 山本淳, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 第八回日本熱電学会学術講演会(TSJ2011)
  • 発表場所: 北海道大学,学術交流会館
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] カルコゲナイドスピネルCu_yFe_4Sn_<12>Se_<32>(T=Fe,Co)のp,n制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鶴田光次郎, 末國晃一郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 第八回日本熱電学会学術講演会(TSJ2011)
  • 発表場所: 北海道大学,学術交流会館
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] Thermoelectric properties of Cu_<8-x> Fe_4Sn_<12> Se_<32> (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni, M. Kunii, H. Nishiate, M. Ohta, A. Yamamoto, and M. Koyano
  • 学会等名: 30^<th> International Conference on Thermoelectrics(ICT2011)
  • 発表場所: Traverse City, Michigan, USA
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Selenospinel CU_<8-x>Fe_4Sn_<12>Se_<32> (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Suekuni, M.Kunii, H.Nishiate, M.Ohta, A.Yamamoto, M.Koyano
  • 学会等名: 30^<th> International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Traverse City, Michigan, USA
  • 年月日: 2011-07-17
• [学会発表] カルコゲナイドスピネルCu_yFe_4Sn_<12> X_<32>(X=S, Se)の可変領域ホッピング伝導と低熱伝導率 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎,鶴田光次郎,有賀智紀,小矢野幹夫
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学,厚木市,神奈川県
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] カルコゲナイドスピネルCu Fe_4Sn_<12>X_<32>(X=S, Se)の可変領域ホッピング伝導と低熱伝導率 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末國晃一郎, 鶴田光次郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川)
  • 年月日: 2011-03-25