| 研究課題/領域番号 |
15560581
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
木村 禎一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10333882)
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| 研究分担者 |
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)
増本 博 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50209459)
明石 孝也 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20312647)
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| キーワード | 熱電変換材料 / 金属間化合物 / スパッタ法 / ゼーベック係数 / 微細構造 / 薄膜 / 組成ずれ / 非品質 |
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| 研究概要 |
本研究では、YbAl_3バルク体について組成ずれによる熱電特性の影響を調べ、RFマグネトロンスパッタにより熱電特性の高いYb-Al系金属間化合物薄膜の作製を試みた。溶解法によるYbAl_3単相の作製では、溶解および熱処理によりYbAl_3単相試料の作製に成功した。さらに、YbとAlの比を変化させて、化学量論組成からのずれが、熱電特性に与える影響について検討した。Yb過剰試料ではYbAl_2相が生成し、Al過剰試料ではAl相が生成したが、YbAl_3の格子定数は文献値とほぼ一致し、YbAl_3は化学量論的な組成を有している。YbAl_2混相試料では、YbAl_3単相と比較してゼーベック係数は若干小さくなり、Al混相試料では、ゼーベック係数は著しく低下した。溶解法によって作製したYbAl_3単相試料をターゲットとして、スパッタ法による薄膜試料を作製した。膜組成はYb : Al=1:2.82で、均一な平滑膜が得られた。膜は非晶質であり、熱電性能は低かったが、非晶質膜をAr中、923Kで熱処理することによって、結晶質のYbAl_3膜が得られた。YbAl_3結晶膜のゼーベック係数は、室温で-33μV/Kであった。温度の低下ともに絶対値は増加し、YbAl_3バルク体と同様の傾向を示した。出力因子は9.6×10^<-6>W/m/K^2であった。以上の結果から、本研究ではYbAl_3単相をターゲットとしてRFマグネトロンスパッタにより薄膜作製を行いAr雰囲気で熱処理を行うことにより、YbAl_3結晶薄膜を作製することに初めて成功した。
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