| 研究課題/領域番号 |
16K13974
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
森 健彦 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (60174372)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 有機熱電材料 / 有機伝導体 / 電荷移動錯体 |
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| 研究実績の概要 |
最近、有機熱電材料が応用面から注目されているが、我々は高い伝導性を示す非TTF系有機伝導体(BTBT)2AsF6が熱電材料としても優れた特性を示すことを明らかにした。本研究ではこれまで熱電材料としてあまり検討されてこなかった低分子系有機伝導体に着目し、熱電性能を上げるための指導原理を探索する。これまでに熱電性能のフィリング制御に対する系統性を調べる目的でβ’-(BEDT-TTF)3(CoCl4)2-x(GaCl4)xの熱電特性について調べ、xの増加に伴ってアニオンGaCl4－がCoCl42－よりも大きいため負の化学圧力効果により伝導度が減少しパワーファクターも減少することを明らかにした。このように伝導性高分子と異なり電荷移動錯体の熱電性能のドーピングレベル依存性はキャリア数だけを考えた単純なモデルとは異なったものになる。本年度は(BTBT)2AsF6をp型材料とし、Cu(DMDCNQI)2をn型材料とした単結晶による熱電素子を作製してその性能を評価した。10 Kの温度差で58 μV、1.4 μAの発電を行うことができ、負荷を変えることによって最大0.4 nW、36 μW/cm2の出力が得られた。17 Kの温度差では1.2 nWの出力が得られた。出力特性は素子抵抗190 Ωを示唆しており、二端子素子としてのコンタクト抵抗まで含めた熱電素子全体の抵抗が性能を決める重要なファクターであることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
有機電荷移動錯体単結晶を用いた熱電素子を作製することに成功し、その特性評価を行うことができた。ルブレン単結晶を用いた電荷二重層トランジスタを動作させることに成功し、その熱起電力を測定する計画を進める。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き電荷二重層トランジスタを用いた熱起電力を測定を試みる。熱電材料として金属錯体n型高分子伝導体の検討を行う。最近新しいタイプの分子積層型電荷移動錯体を得ているので、熱起電力などからその伝導機構について明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
電荷二重層トランジスタを用いた熱起電力を測定装置が開発途上のためこれに関連する物品費を次年度に繰り越して使用する。具体的には薄膜製造装置(スピンコーター)の導入が遅れているため、これを平成30年度前半に導入するために物品費として使用する予定である。
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