配向積層制御した酸化物熱電変換素子の創製

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18760051
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀井 滋 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教 (80323533)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 熱電変換材料 / 強磁場 / 組織制御 / 電気泳動堆積

研究概要

本研究課題では高温廃熱を利用した酸化物熱電変換素子の作製技術の確立を目的として、強磁場による配向組織制御と多層化を可能とする電気泳動堆積を併用し、多層膜型熱電素子の開発を行った。P型・n型材料としてそれぞれCa-Co-O系、Ca-Mn-Oを、絶縁材料としてアルミナを用いることで、5層構造からなる多層膜型素子の作製に成功した。500℃程度の温度差で一対の多層膜素子は約0.1Vの起電力を示したが、n型材料の緻密化が課題となった。

研究成果

• [雑誌論文] Tri-axial grain-orientation of Y2Ba4Cu7Oy achived by the magneto-science method (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S.Horii, H. Ogino, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, A. Ishihara, J. Shimoyama, and K. Kishio
  • 雑誌名: Applied Physics Express 1 ページ: 111701 (3pages)
• [雑誌論文] Rare-earth-dependent magnetic anisotropy in REBa2Cu3Oy (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Ishihara, S.Horii, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, H. Ogino, J. Shimoyama, and K. Kishio
  • 雑誌名: Applied Physics Express 1 ページ: 031701 (3pages)
• [雑誌論文] Thermoelectric properties and magnetic anisotropies of magnetically grain-oriented Sr- or Bi-doped Ca3Co4O9 thick films (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Horii, Y. Yamazaki, M. Sakurai, R. Funahashi, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, H. Ogino, J. Shimoyama, K. Kishio
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1044 ページ: U09-03 (6 pages)
• [雑誌論文] Improvement of thermoelectric performance in magnetically c-axis-oriented bismuth-based cobaltites (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Horii, T. Kumagai, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, J. Shimoyama and K. Kishio
  • 雑誌名: Scripta Materialia 57 ページ: 333-336
• [雑誌論文] Fabrication of Multi-Layered Oxide Thermoelectric Modules by an Electrophoretic Deposition Method Under High Magnetic Fields (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Okamoto, S.Horii, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, R. Funahashi, N. Ando, J. Shimoyama and K. Kishio
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 89 ページ: 081912 (3 pages)
• [雑誌論文] Fabrication of Multi-Layered Thermoelectric Thick Films and Their Thermoelectric Performance
  • 著者名/発表者名: S.Horii, M. Sakurai, T. Uchikoshi, R. Funahashi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, H. Ogino, J. Shimoyama and K. Kishio
  • 雑誌名: Key Engineering Materials (in press)
• [学会発表] Magnetic grain-orientation of functional layered-oxides by static, rotated and modulated oval fields(BL-2-INV) (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Horii, T. Fukushima, A. Ishihara, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, H. Ogino J. Shimoyama, and K. Kishio
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity (ISS2008)
  • 発表場所: Tsukuba(招待講演)
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] ビスマス系層状コバルト酸化物の磁気異方性制御と磁場配向体の熱電特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 堀井滋、熊谷俊昭、打越哲郎、鈴木達、目義雄、下山淳一、岸尾光二
  • 学会等名: 第三回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 湘南工科大学
  • 年月日: 2006-08-22
• [学会発表] 電気泳動堆積法による酸化物熱電変換素子の作製 (2006)
  • 著者名/発表者名: 堀井滋、岡本太一、打越哲郎、鈴木達、目義雄、舟橋良次、櫻井雅之、下山淳一、岸尾光二
  • 学会等名: 第三回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 湘南工科大学
  • 年月日: 2006-08-22
• [学会発表] Fabrication of Oxide Thermoelectric Module Consisting of Multi-Layered Thick Films(PA44) (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Horii, M. Sakurai, T. Okamoto, J. Shimoyama, K. Kishio, T. Uchikoshi, T.S. Suzuki, Y. Sakka, R. Funahashi and T. Mihara
  • 学会等名: 26th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Austria
  • 年月日: 2006-08-08
• [図書] 希土類の材料技術 (第一部・第七章・「熱電変換材料・バリスタ」) (2008)
  • 著者名/発表者名: 堀井滋、岸尾光二(監修: 足立吟也(分担執筆))
  • 総ページ数: 318-325
  • 出版者: エヌティーエス
• [産業財産権] 酸化物超伝導焼結体およびその製造方法 (2008)
  • 発明者名: 打越哲郎、堀井滋、鈴木達、目義雄、福島隆之、荻野拓、下山淳一、岸尾光二
  • 産業財産権番号: 特許, 特願2008-170178
  • 出願年月日: 2008-06-30
• [産業財産権] 金属酸化物焼結体の製造方法 (2008)
  • 発明者名: 松原一郎、堀井滋、舟橋良次、鹿野昌弘、下山淳一、岸尾光二
  • 産業財産権番号: 特許, 特許第4189884号
  • 取得年月日: 2008-06-20