| 研究課題/領域番号 |
13355024
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
金属物性
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
水谷 宇一郎 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00072679)
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| 研究分担者 |
琵琶 哲志 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50314034)
竹内 恒博 名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 講師 (00293655)
生田 博志 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (30231129)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | ゼーベック係数 / 擬ギャップ系 / Co酸化物 / 準結晶 / 近似結晶 / Fe_2VAl |
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| 研究概要 |
エネルギー問題を解決する有力な方法として高効率熱電変換材料の開発に期待が寄せられている。熱電変換材料の効率を上げる最大因子であるゼーベック係数は、フェルミレベル近傍の電子状態により決定される。熱電変換材料に望まれる大きなゼーベック係数を得る為には、緩和時間近似により電子輸送現象が記述され、かつ、等方的な構造を有するという条件下において、フェルミレベルにおける電子状態密度の傾きが大きく、その絶対値が小さいことが必須条件であると考えられる。本研究では、上記の条件を満たす擬ギャップ系材料を用いて熱電変換材料の開発研究を行った。
Co酸化物、Fe_2VAl、Al-Re-Sil/1-立方近似結晶のいずれの材料においても、実用化の目安となる無次元性能指数ZT〜1.0を達成した。Al-Re-Sil/1-立方近似結晶では、構造解析を行い正確な結晶構造を決定し、その構造データを用いて電子構造を計算した。さらに、得られた電子構造を用いて、ゼーベック係数を解析した。その結果、温度依存性まで含め、定量的にゼーベック係数を評価することに成功した。また、高分解能角度分解光電子分光により決定した電子構造を用いて、銅酸化物のゼーベック係数を算出した結果、Al-Re-Sil/1-立方近似結晶の場合と同様に、測定値を温度依存性も含めて見事に再現することを明らかにした。我々が用いた評価方法は、金属伝導を示す材料に一般的に適応可能であり、電子構造の観点から高効率熱電変換材料を設計する全く新しい手法を確立したと考えている。
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