熱電変換材料開発に向けた量子結晶学の構築

• 研究課題/領域番号: 24H00415
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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: 筑波大学
• 研究代表者: 西堀 英治 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10293672)
• 研究分担者: 末國 晃一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10582926)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 47,060千円 (直接経費: 36,200千円、間接経費: 10,860千円); 2025年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2024年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
• キーワード: 量子結晶学 / 熱電変換材料 / 放射光 / 粉末回折 / 手法開発 / 商法開発

研究開始時の研究の概要

X線回折を用いて化学結合、電子分布、格子振動、欠陥構造を包括的に明らかにできる「量子結晶学」を、多結晶を含む熱電変換材料に適用し、高い電気伝導性と低い熱伝導性という矛盾する特性を両立する構造の詳細を解明する。本研究で得られる電子系と格子系の詳細な情報は、球対称の原子を用いた解析法により得られた従来の結晶構造や、欠陥構造が仮定された結晶構造に基づいて計算された電子構造や格子振動と比較して、実物質の本質を顕在化させる。こうして、得られた知見を物質合成にフィードバックして材料の高性能化を実現する。本研究成果は、機能性物質に対する量子結晶学を基盤とした研究のベンチマークとなり、構造研究を深化させる。