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超イオン伝導性を示す高移動度熱電変換材料の開発と乱れの制御

研究課題

研究課題/領域番号 25620040
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機化学
研究機関東京大学

研究代表者

石渡 晋太郎  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00525355)

連携研究者 酒井 英明  東京大学, 大学院工学系研究科, 助教 (20534598)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード熱電変換 / 層状遷移金属カルコゲナイド / ゼーベック効果 / 超イオン伝導 / 半金属 / 層状カルコゲナイド / ドメイン観察
研究成果の概要

本研究では、ガラスのように低い熱伝導性と高い電子移動度を併せ持つ理想的な高効率熱電変換材料の開発を目指し、層状遷移金属カルコゲナイドに着目した結晶性の制御および物質開発を進めた。超イオン伝導を示すCuAgSe多結晶体は、ドメインを大きくすると電気抵抗が大幅に減少し、200K以下の低温で電力因子が2倍近く増大することを見いだした。また、高い移動度を示す半金属1T-MoTe2に着目し、Nb置換による正孔ドープを進めたところ、10%の置換で室温の熱電性能が大幅に向上すること(ZT~0.02)、60%程度の置換で反転中心をもたない3R-(Mo,Nb)Te2が新規相として得られることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rich structural phase diagram and thermoelectric properties of layered tellurides Mo1-xNbxTe22015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeura, H. Sakai, M. S. Bahramy, and S. Ishiwata
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 3 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4913967

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Insulator-to-Superconductor Transition upon Electron Doping in a BiS2-Based Superconductor Sr1-xLaxFBiS22014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, D. Kotajima, K. Saito, H. Wadati, Y. Wakisaka, M. Mizumaki, K. Nitta, Y. Tokura, S. Ishiwata
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 1 ページ: 014709-014709

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.014709

    • NAID

      210000132926

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遷移金属ダイカルコゲナイドMo1-xNbxTe2の多彩な構造相図と熱電特性2015

    • 著者名/発表者名
      池浦晃至,酒井英明,十倉好紀,石渡晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第70会年次大会
    • 発表場所
      東京、早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 多層ディラック電子系EuMnBi2におけるEuスピンと強く結合した磁気輸送現象2015

    • 著者名/発表者名
      増田英俊,酒井英明,三宅厚志,徳永将史,十倉好紀,石渡晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第70会年次大会
    • 発表場所
      東京、早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属のジグザグ鎖構造を有する層状カルコゲナイドMTe2 (M=V, Nb, Ta)の化学置換効果2015

    • 著者名/発表者名
      上谷学,酒井英明,十倉好紀,石渡晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第70会年次大会
    • 発表場所
      東京、早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ビスマス正方格子を持つ多層ディラック電子系(Sr, Ba)MBi2(M=Mn, Zn)における量子輸送現象2014

    • 著者名/発表者名
      増田英俊,酒井英明,E. A. Yelland,J. A. N. Bruin,I. Sheikin,十倉好紀, 石渡晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      愛知、中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fermi Level Tuning of 3D Topological Insulator Bi2Te3 by Electrochemical Cu-Intercalation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, H. Sakai, Y. Tokura, S. Ishiwata
    • 学会等名
      FIRST International Symposium on “Topological Quantum Technology”
    • 発表場所
      東京都、東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体における電気化学的銅インターカレーションと化学ポテンシャル制御2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤公佑,酒井英明,十倉好紀,石渡晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      神奈川県、東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高移動度半金属β-CuAgSeの熱電特性2013

    • 著者名/発表者名
      石渡晋太郎,塩見雄毅,J. S. Lee,M. S. Bahramy,鈴木健士,打田正輝,有田亮太郎, 田口康二郎,十倉好紀
    • 学会等名
      第十回日本熱電学会学術講演会(TSJ2013)
    • 発表場所
      愛知県、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Fermi level tuning of layered pnictogen chalcogenides by electrochemical Cu-intercalation2013

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, H. Sakai, Y. Tokura, S. Ishiwata
    • 学会等名
      FIRST-QS2C WS on "Emergent Phenomena of Correlated Materials
    • 発表場所
      東京都、品川インターシティーホール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Electronic Journal 別冊 2015 熱電変換材料&デバイス技術大全2014

    • 著者名/発表者名
      石渡晋太郎他
    • 総ページ数
      108
    • 出版者
      電子ジャーナル
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 石渡研究室ホームページ

    • URL

      http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/ishiwata_lab/publication.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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