微細構造制御ミスフィット型層状酸化物の熱電特性改善とSTEM構造解析

• 研究課題/領域番号: 26420666
• 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: 金属物性・材料
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 森村 隆夫 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30230147)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 熱電変換材料 / 走査透過型電子顕微鏡 / 無次元性能指数 / ゼーベック係数 / HAADF-STEM像 / HAADF－STEM像

研究成果の概要

熱電材料であるCa3Co4O9にSrとTiを同時添加すると無次元性能指数ZTが向上した。EDX STEM観察によりSr、Tiはそれぞれ、岩塩層中のCa、Coに置換した。Co組成を調整したCa3Co4+xO9では、xの増加とともに面欠陥が導入されZTが向上した。Sr添加によりさらにZTは向上した。
Ca2Bi2Co2OyにSrを添加するとCaに置換し、ZTは増加した。半分以上の置換でCa3Co4O9より大きなZTを実現できた。
Bloch波法によるHAADF STEM像シミュレーションをCa3Co4O9に適用した。実験像との比較により、CaサイトにおけるSr分布状態のを詳細に決定できた。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Metal-Containing Diamond-Like Carbon Films by Magnetron Sputtering and Plasma Source Ion Implantation and Their Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Flege, R. Hatada, A. Hanauer, W. Ensinger, T. Morimura, K. Baba
  • 雑誌名: Advances in Materials Science and Engineering 巻: 2017 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2017/9082164
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Electroplated Fe-Co-Ni films prepared from deep-eutectic-solvent based plating baths (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yanai, K. Shiraishi, T. Akiyoshi, K. Azuma, Y. Watanabe, T. Ohgai, T. Morimura, M. Nakano, H. Fukunaga
  • 雑誌名: AIP ADVANCES 巻: ６ 号: 5
  • DOI: 10.1063/1.4943533
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 溶体化処理および液体急冷した Cu-15Ni-8Sn 合金のスピノーダル分解に及ぼす初期組織の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤慎一郎、枡崎昭憲、小川兼人、森村隆夫、中島弘道
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 79 号: 12 ページ: 664-671
  • DOI: 10.2320/jinstmet.J2015012
  • NAID: 130005109975
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic analysis of a melt-spun Fe-dilute Cu60Au35Fe5 alloy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, K. Ogawa, T. Morimura, H. Nakashima, S. Kobayashi, C. Michioka, K. Yoshimura
  • 雑誌名: J. Alloy compd 巻: 640 ページ: 193-200
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.04.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic analysis of a melt-spun Fe-dilute Cu60Ag35Fe5 alloy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, K. Kaneko, T. Morimura, H. Nakashima, S. Kobayashi, C. Michioka, K. Yoshimura
  • 雑誌名: Physica 巻: B463 ページ: 108-113
  • DOI: 10.1016/j.physb.2015.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Initial States on the Spinodal Decomposition of Quenched and Melt-Spun Cu-15Ni-8Sn Alloy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, A. Masusaki, K. Ogawa, T. Morimura, H. Nakashima
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 56 号: 1 ページ: 23-29
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2014234
  • NAID: 130004704638
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructures and Thermoelectric Properties of Sintered Misfit-Layered Cobalt Oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morimura, T. Yamaguchi, T. Kojima, N. Matsuya, S. Kondo, H. Nakashima
  • 雑誌名: J. Electron. Mater 巻: 43 号: 6 ページ: 1603-1607
  • DOI: 10.1007/s11664-013-2805-7
  • NAID: 120006986539
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties and microstructure of Sm-Co/α-Fe nanocomposite thick film-magnets composed of multi-layers over 700 layers (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tou, T. Morimura, M. Nakano, Y. Yamai, H. Fukunaga
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 115 号: 20
  • DOI: 10.1063/1.4871335
  • NAID: 120006986466
  • 査読あり
• [学会発表] 液体急冷したNi-Cu-Sn合金のスピノーダル分解 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堤孝瑛、近藤慎一郎、森村隆夫、中島弘道
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部共催合同学術講演大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫キャンパス（福岡市）
• [学会発表] Ca-Co-O系ミスフィット型層状酸化物の結晶構造と熱電特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本村直弥、小島隆聡、森仁史、森村隆夫、近藤慎一郎、中島弘道
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部共催合同学術講演大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫キャンパス（福岡市）
• [学会発表] Ca-Co-O系ミスフィット型層状酸化物の熱電特性の改善 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿南朋宏、森村隆夫、近藤慎一郎、中島弘道
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部、日本鉄鋼協会九州支部、軽金属学会九州支部共催合同学術講演会
  • 発表場所: 北九州市国際会議場（福岡県北九州市）
  • 年月日: 2015-06-06
• [学会発表] 液体急冷したCuNiSn合金に於けるスピノーダル分解の遅れ (2015)
  • 著者名/発表者名: 堤貴瑛、近藤慎一郎、森村隆夫、中島弘道
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部、日本鉄鋼協会九州支部、軽金属学会九州支部共催合同学術講演会
  • 発表場所: 北九州市国際会議場（福岡県北九州市）
  • 年月日: 2015-06-06
• [学会発表] Bloch波法によるSTEM像シミュレーションのミスフィット型層状酸化物への適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川兼人、森村隆夫、佐藤幸生、幾原雄一、近藤慎一郎
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 宮崎市宮崎市民プラザ
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] Zn添加ミスフィット型層状酸化物のSTEM観察と熱電特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小島隆聡、森村隆夫、佐藤幸生、幾原雄一、近藤慎一郎
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部、日本鉄鋼協会九州支部、軽金属学会九州支部共催合同学術講演大会
  • 発表場所: 福岡市九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2014-06-07
• [学会発表] 液体急冷したCu-Ti合金のスピノーダル分解初期過程 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川兼人、近藤慎一郎、森村隆夫、中島弘道
  • 学会等名: 日本金属学会九州支部、日本鉄鋼協会九州支部、軽金属学会九州支部共催合同学術講演大会
  • 発表場所: 福岡市九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2014-06-07
• [学会発表] ミスフィット型層状酸化物のSTEM観察と熱電特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 烏山悟史、山口隆大、森村隆夫、佐藤幸生、幾原雄一
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 千葉市幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-13