非理想的な状態密度ピークによる熱電性能向上指針の理論的探求

• 研究課題/領域番号: 25K08457
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29010:応用物性関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 越智 正之 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (10734353)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025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); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 第一原理計算 / 熱電効果

研究開始時の研究の概要

熱エネルギーと電気エネルギーの相互変換を熱電変換という。特にゼーベック効果は、廃熱をエネルギー源として活用できるため、クリーンエネルギー技術として強い注目を集めている。従来、熱電物質に望ましい電子状態として「マルチバレー」や「低次元性」が挙げられてきた。その理由は、それらがバンド端において高い状態密度を有する（つまり多くのキャリアが電気伝導に寄与することで、高い伝導特性を得られる）からである。しかし、高い状態密度は強い電子散乱を引き起こし電気伝導率を低下させる、という負の側面も指摘され始めている。本研究は、そのような視点から、熱電物質の新しい設計指針を見出すことを目指した研究を行う。