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2017 年度 実績報告書

熱輻射制御による微小試料の高温熱伝導度測定法の開発と有機熱電材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K13840
研究機関大阪市立大学

研究代表者

吉野 治一  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60295681)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード熱伝導度 / 定常比較法 / 熱輻射 / 有機熱電材料
研究実績の概要

新規熱電材料の探索のために,有機伝導体などの長さ1 mm程度の微小試料の熱伝導度を測定する新規な方法の開発を行った.我々は試料と直列に参照試料(マンガニン)を接続し,ヒーターで発生した熱を両者に通すことで,マンガニンとの比較から試料の熱伝導度を決定する定常比較法によって測定を行っている.これを実行するために試料に接続する熱電対を転用すれば,同時に電気抵抗と熱電能も決定できるため,単一の試料について無次元熱電性能指数ZTを決定することが可能である.つまり,試料依存性の大きい物質についてZTを系統的に調べることができる.
しかし,我々の従来の方法では,200 K以上の温度において,試料の熱伝導度が高温ほど過大に測定されるという問題があった.これは,マンガニンと試料からそれぞれ熱輻射等によって周囲に逃げる熱の割合が,ヒーターに近くより高温の参照試料で大きく,試料で小さいというアンバランスが原因である.
そこで,この問題を解決するために,試料のヒーターと反対側に第2の参照試料をつけ,流出によって失われる熱流を補正する試料ホルダーの作成を行った.さらに熱伝導度が既知である合金線(ニオブチタン)について,この新しい方法で測定を行った結果,得られた試料の熱伝導度は,我々の従来の方法によるものよりも約20%小さく,文献値により近い値となることがわかった.すなわち,本研究によって当初の予定通り,熱輻射の影響を大幅に低減した試料ホルダーの開発に成功した.
本研究で開発した新試料ホルダーとそれに関連した技術を利用して,研究期間中に学会発表計6件を行うことができた.さらに,現在投稿論文を準備中である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] National Hellenic Research Foundation(Greece)

    • 国名
      ギリシャ
    • 外国機関名
      National Hellenic Research Foundation
  • [雑誌論文] 数値計算によるディラック電子系の巨大ローレンツ数の解明2017

    • 著者名/発表者名
      吉野治一
    • 雑誌名

      熱測定

      巻: 44 ページ: 93-100

    • 査読あり
  • [学会発表] 擬一次元有機伝導体(TTT)3I3+δ (δ < 0.1)の熱電性能指数の試料依存性2018

    • 著者名/発表者名
      吉野治一,長谷川祥史,黒田菜月,田中里佳,小嵜正敏
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 擬一次元有機伝導体(TTT)3I3+δの無次元熱電性能指数ZTの試料依存性2018

    • 著者名/発表者名
      吉野治一,長谷川祥史,黒田菜月,田中里佳,小嵜正敏
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
  • [学会発表] τ-(EDO-S,S-DMEDT-TTF)2(AuBr2)1+y (y ≦ 0.875)のキャリア密度と無次元熱電性能指数ZTの試料依存性2018

    • 著者名/発表者名
      菅原寛人,吉野治一,G. C. Anyfantis,G. C. Papavassiliou
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
  • [学会発表] Thermoelectric Figure of Merit ZT of Quasi-One-Dimensional Organic Conductor (TTT)2I3 (TTT = tetrathiatetracene)2017

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshino, A. Hasegawa, N. Kuroda, R. Tanaka and M. Kozaki,
    • 学会等名
      12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 擬一次元有機伝導体(TTT)2I3のESR測定2017

    • 著者名/発表者名
      中村敏和,浅田瑞枝,長谷川祥史,小嵜正敏,吉野治一
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [備考] 物性研究者 吉野治一のぺーじ 【業績リスト】

    • URL

      http://e.sci.osaka-cu.ac.jp/yoshino/study/publication.shtml

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公開日: 2018-12-17  

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