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2017 年度 研究成果報告書

トポロジカル絶縁体中転位を利用した新規高性能熱電変換材料の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 16K14371
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 金属物性・材料
研究機関東京大学

研究代表者

枝川 圭一  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20223654)

連携研究者 徳本 有紀  東京大学, 生産技術研究所, 講師 (20546866)
上村 祥史  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (40291314)
研究協力者 濱崎 拡  東京大学, 大学院工学系研究科, 大学院生
服部 裕也  東京大学, 大学院工学系研究科, 大学院生
上山 僚介  東京大学, 大学院工学系研究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードトポロジカル絶縁体 / 転位 / 熱電変換材料 / 狭ギャップ半導体
研究成果の概要

Bi-Sb単結晶を作製し、転位伝導発現の条件を満たすバーガース・ベクトルを持つ転位を塑性変形により高密度に導入した。電気抵抗測定の結果、転位の長手成分に沿って電気抵抗率の低下が観測された。電気抵抗率と導入した転位密度の関係から、この電気抵抗率の低下は転位伝導に起因するものと考えられると結論付けた。転位を導入した試料では熱伝導率のうち主にフォノン成分が減少し、これにより熱電変換性能指数が向上することがわかった。
また、Bi-Sbよりもバンドギャップが一桁大きいトポロジカル絶縁体であるPb-(Bi,Sb)-Teついて、Bi,Sb組成比を調整することによりバルク絶縁性を向上させることに成功した。

自由記述の分野

材料科学

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公開日: 2019-03-29  

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