格段に多い谷数を有する高性能熱電材料の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14420
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 岸本 堅剛 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (50234216)
• 研究分担者: 赤井 光治 山口大学, 国際総合科学部, 教授 (20314825)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 熱電材料 / 多谷構造 / クラスレート化合物 / ウェイド化合物 / 電子構造計算

研究成果の概要

バンド計算を利用して，多谷の電子構造を有する熱電材料の候補物質を探索した。いくつかの物質について，その試料体を作製し，熱電特性を測定した。それにより，熱電性能に対する多谷構造の有効性を議論するとともに，高性能な熱電材料を開発した。例えば，クラスレート化合物Na8Ga8Ge38やウェイド化合物KGa3は，多谷構造に起因する比較的高い熱電性能を示した。

自由記述の分野

熱電変換

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱電発電では排熱から電気エネルギーを作ることができる。それに使用する熱電材料の高性能化を試みた。本研究で着目したのは多谷の電子構造である。理論計算により新たな候補物質を探すとともに，数種の候補物質の試料体を作製し，特性評価した。その結果，多谷構造による熱電性能への好影響を観測した。また，いくつかの高性能物質を開発した。