二次元電子ガスを有する酸化物超格子の作製と熱電変換物性

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18686054
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 太田 裕道 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80372530)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 熱電変換 / 二次元電子ガス / チタン酸ストロンチウム / 人工超格子

研究概要

人工宝石として知られ、毒性がなく、融点が高いSrTiO_3を用いた熱電変換材料を創製した。精密な超薄膜技術により、電子を生成させた厚さ0.4nmの金属SrTiO_3:Nb層と、絶縁性SrTiO_3からなるサンドイッチ構造を作製することで、二次元平面に高濃度の伝導電子(1021cm^<-3>)を溜め込んだ結果、熱起電力が同濃度の電子を生成させたバルクSrTiO_3の約5倍と大きく、熱電変換性能指数ZT(=[熱起電力]×[熱起電力]×[導電率]×[温度]÷[熱伝導率])が既存重金属材料の約2倍になることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Ohta
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (b) 245 ページ: 2363
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, K. Sugiura and K. Koumoto
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 47 ページ: 8429
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, R. Huang and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (RRL) 2 ページ: 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, Y. Mune, K. Koumoto, T. Mizoguchi, and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Thin Solid Films 516 ページ: 5916
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: K-H. Lee, Y. Mune, H. Ohta and K. Koumoto
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 1 ページ: 015007
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Mune, H. Ohta, K. Koumoto, T. Mizoguchi and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91 ページ: 192105
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, H. Ohta and K. Koumoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 90 ページ: 072101
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta
  • 雑誌名: Materials Today 10 ページ: 44
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, S-W. Kim, Y. Mune, T. Mizoguchi(以下省略)
  • 雑誌名: Nature Materials 6 ページ: 129
  • 査読あり
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Ohta
  • 学会等名: Villa Conference on Complex Oxide Heterostructures
  • 発表場所: Orange Tree Villa, Clermont, FL
  • 年月日: 20081102-06
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田裕道, 久米篤史, 河本邦仁、溝口照康、幾原雄一
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学(愛知)
  • 年月日: 20080902-05
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta
  • 学会等名: The 7th Korea-Japan Conference on Ferroelectricity
  • 発表場所: チェジュ大学 (韓国)
  • 年月日: 20080806-09
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田裕道
  • 学会等名: 応用物理学会東海支部第12回基礎セミナー
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 2008-03-07
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, R. Huang and Y. Ikuhara
  • 学会等名: MRS 2007 Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン(USA)
  • 年月日: 20071126-30
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Ohta
  • 学会等名: The 14th International Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Jeju(韓国)
  • 年月日: 20071007-10
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Ohta
  • 学会等名: International Symposium on Nano-Thermoelectrics (invited)
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
  • 年月日: 20070611-12
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Ohta
  • 学会等名: 5th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics(TOEO-5)
  • 発表場所: 湘南国際村(神奈川)
  • 年月日: 20070521-22
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Ohta
  • 学会等名: PacRim7
  • 発表場所: Shanghai(China)
  • 年月日: 2007-11-13
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: 太田裕道
  • 学会等名: 第4回日本熱電学会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 2007-08-30
• [備考] NHKワールド(ラジオ)2008年5月12日
• [備考] 「人工宝石の熱電発電」、青森テレビ「正直先生のエネルギー講座」、2008年2月10日
• [備考] 日経BP net ECOマネジメント「熱を電気に変える高効率材料の発見」2007年10月4日
• [備考] 「ありふれた酸化物を使った高効率熱電変換材料の開発に成功」、科研費NEWS 2007年Vol. 1(創刊号)
• [備考] 「人工ダイヤの原料+熱=発電、名大などのグループ発見、「体温充電」携帯も可能に」、朝日新聞(2007年1月22日)
• [備考] 「普及材料から熱電変換素子、発電性能2倍、名大など研究チーム開発」、読売新聞(2007年1月22日)
• [備考] 「排ガスの熱から発電」に道、高効率の熱電変換材料、名大、東工大グループ開発」、毎日新聞(2007年1月22日)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.apchem.nagoya-u.ac.jp/BS-6/seigyo6/hiromichiohta/index.html
• [産業財産権] 熱電変換材料、赤外線センサ及び画像作製装置 (2007)
  • 発明者名: 旭 良司、増岡優美、太田裕道、栗田大佑
  • 権利者名: 株式会社豊田中央研究所, 国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許願,特願2007-285631
  • 出願年月日: 2007-11-02
• [産業財産権] 熱電変換材料、赤外線センサ及び画像作製装置 (2007)
  • 発明者名: 太田裕道、河本邦仁、宗 頼子
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権番号: PCT出願,PCT WO 2007/132782 A1
  • 出願年月日: 2007-05-11
  • 外国