液相成長法によるビスマステルライド系熱電変換材料の性能向上とそのメカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 24560884
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 北川 裕之 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (00325044)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 熱電変換材料 / 結晶配向 / キャリア濃度 / ゼーベック係数 / 電気抵抗率 / 電気伝導率

研究成果の概要

黒鉛製のスライドボートを用いた液相成長法によりp型熱電材料Bi_<0.5>Sb_<1.5>Te_<3>とn型熱電材料Cu添加Bi_<2>Te_<2.85>Se_<0.15>を作製した。ボートスライド方向が熱電変換に適した結晶方位を有していることを確認した。キャリア濃度制御を行った結果、室温付近で大きな出力因子を有する材料がp型n型ともに再現性良く得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Cu-Doped n-Type Bi2Te2.85Se0.15 Prepared by Liquid Phase Growth Using a Sliding Boat (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kitagawa, Tsukasa Matsuura, Toshihito Kato, Kin-ya Kamata
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 巻: 未定 号: 6 ページ: 1870-1875
  • DOI: 10.1007/s11664-014-3578-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Bi_0.5Sb_1.5Te_3 Prepared by Liquid Phase Growth using Sliding-Boat (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Kitagawa, T. Takino, T. Tsukutani, T. Kato, M. Nanba, K.Kamata
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 巻: in press 号: 7 ページ: 2043-2047
  • DOI: 10.1007/s11664-013-2518-y
  • 査読あり
• [学会発表] Thermoelectric properties of Cu-doped n-type Bi2Te2.85Se0.15 prepared by liquid phase growth using a sliding boat (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kitagawa, Tsukasa Matsuura, Toshihito Kato, Kin-ya Kamata
  • 学会等名: The 33rd International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Renaissance Nashville Hotel, Nashville, Tennessee, USA
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [学会発表] Thermoelectric properties of n-type Bi2Te2.85Se0.15 prepared by liquid phase growth using a sliding boat (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Matsuura, Teppei Takino, Kohei Mototsune, Hiroyuki Kitagawa, Toshihito Kato, Kin-ya Kamata
  • 学会等名: The 32nd International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
• [学会発表] スライドボートを用いた液相成長によるBi2Te2.85Se0.15の作製と熱電特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 2.松浦 司，北川 裕之, 加藤 寿仁, 鎌田 勤也
  • 学会等名: 日本金属学会 2013年 (第153回) 秋期大会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢）
• [学会発表] スライドボートを用いた液相成長によるPb, Sn添加Bi0.5Sb1.5Te3 の作製と熱電特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 3.松浦 司，本常 幸平, 北川裕之
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会・日本金属学会 中国四国支部 鉄鋼第56回･金属第53回 合同支部講演大会
  • 発表場所: 愛媛大学（松山）
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Bi_<0.5>Sb_<1.5>Te_3 Prepared by Liquid Phase Growth using Sliding-Boat (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Kitagawa, T. Takino, T. Tsukutani, T. Kato, M. Nanba, K.Kamata
  • 学会等名: The 31st International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Aalborg, Denmark
• [学会発表] スライドボートを用いた液相成長によるBi_<0.5>Sb_<1.5>Te_3の作製とキャリア濃度制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北川 裕之, 滝野 哲平, 加藤 寿仁, 難波 政雄, 鎌田 勤也
  • 学会等名: 日本金属学会 2012年 (第151回) 秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学（松山市）