絶縁体の流体力学的フォノン輸送と熱電現象の研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17KK0088
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 学習院大学 (2018-2022); 東京工業大学 (2017)
• 研究代表者: 町田 洋 学習院大学, 理学部, 教授 (40514740)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2022
• キーワード: 熱電効果 / 半導体 / 半金属

研究成果の概要

単元素半導体黒リンの圧力下電気抵抗率およびゼーベック係数測定を行い、半導体状態においては電気抵抗率測定結果から決定される各伝導領域でゼーベック係数に特徴的な振る舞いを観測し、今後の半導体の熱電応答に対する基礎的理解の礎となる知見を得た。またフォノンドラグによるゼーベック効果がフォノン流体による熱輸送が顕著になる温度域で増大することを明らかにした。圧力下での半金属状態では電荷キャリアーの散乱機構の変化がゼーベック係数に与える影響を明らかにした。

自由記述の分野

固体物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

半導体の各伝導領域でのゼーベック係数の振る舞いを詳細に明らかにすることで高温から低温に至る広い温度範囲での半導体の熱電応答に関する基礎的理解に繋がる重要な知見が得られた。またこれまで重要視されてこなかった電荷キャリアの散乱機構がゼーベック効果に与える影響を明らかにし、金属を含めた固体結晶における熱電現象のより深い理解を得ることができた。