ナノ構造を用いた高自由度歪印加による高性能熱電薄膜の創製

• 研究課題/領域番号: 24K17613
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 石部 貴史 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (50837359)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024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 / 薄膜 / ナノワイヤ / カルコゲナイド / フォノン

研究開始時の研究の概要

本研究では、代表者独自のナノ構造・薄膜形成技術を駆使して、ZnOナノワイヤ界面を利用した薄膜への3次元歪印加技術を開発して、薄膜の結晶構造の対称性を操作することで、電子・フォノン分散関係を制御した高熱電性能カルコゲナイド（GeTe系）薄膜を創製する。半世紀にわたり、熱電性能を決定する3熱電物性（ゼーベック係数、電気伝導率、熱伝導率）の同時制御は最大の課題であった。本3次元歪印加薄膜では、縮重度増加及び合金散乱排除による高ゼーベック係数、高電気伝導率と、ナノワイヤ/薄膜間のフォノン状態密度ミスマッチを増大することによる低熱伝導率の同時達成を狙う。