| 研究概要 |
熱電材料の特性は,ゼーベック係数,電気伝導度,熱伝導度をα,σ,κ,とすると,性能指数Z=・2σ/κあるいはこれに温度Tを乗じた無次元性能指数ZTで表される.この値が大きいほど熱〓電気の変換効率が高く,ZT=1が実用化の目安とされている.多種多様の材料が熱電材料として可能性を試されている.我々は独自にRe, Ruのシリサイドに注目して,これらシリサイドが示す特異な微細組織を制御して良好な熱電特性を付与することを目指した.この特異な微細組織はシリサイドを形成する副格子(サブラティス)の配列の多様性に基づいたもので,Ru_2Si_3-Re, ReSi_<1.75>-Al系に加え,Ru_2Si_3-Mn, ReSi_<1.75>-P系についてもSi副格子の変調組織を伴う3元化合物の固溶範囲を調べ,一連の3元化合物化合物について組成と結晶構造を決定し,熱電特性を調べた.いずれの場合も,Si副格子の変調は添加元素の含有量によるM(金属)/Si原子比の変化により起こるため,1金属原子あたりの価電子数(VEC)14を基本組成として3元化合物の固溶範囲の拡張が起こる.Reシリサイドの場合,Reとの価電子数の多寡により空孔濃度を増減させることができ,その結果インコメンシュレート相が形成されるが,合金元素量増加に伴いインコメンシュレート構造は,シアー構造からアダプティブ構造へと変化する。この変化がおきる合金組成は合金元素に依存し,AlではMo,Wなどと同様に少ない添加量でこの変化がおこる.熱電特性は概して,シアー構造を取る場合に低く,アダプティブ構造を取る場合に高い.Ruシリサイドの場合,Re添加と同様にMn添加で広い範囲でチムニーラダー相が形成され,Si/(Ru+Mn)-Mnプロットによりp-n伝導の制御が出来ることが明らかとなった.
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