| 研究課題/領域番号 |
18K04703
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| 研究機関 | 山口大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
赤井 光治 山口大学, 国際総合科学部, 教授 (20314825)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 熱電材料 / クラスレート化合物 / 電子構造 / キャリア伝導 / 伝導経路 |
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| 研究実績の概要 |
１．タイプ２クラスレートCs8Ba16Ga40Sn96のバンド計算：前年度までに実施した内容で論文として出版できた。
２．新規タイプ２クラスレートNa-Ba-Ga-Snの合成：前年度に引き続き，実験およびバンド計算を行った。研究協力者である修士学生の川﨑氏の働きのおかげで，遠心分離法により，Ba-Ga-Snのタイプ２クラスレートの結晶を得ることができた。これはタイプ２クラスレートでは初めてのｐ型である。また，従来の関連物質とは異なる結晶構造を有することもわかった。
３．新規タイプ１クラスレートNa8Ga8Ge38の作製と熱電特性：前年度に引き続き，実験とバンド計算を行った。従来の高性能材料であるBa8Ga16Ge30と同等の熱電性能を有することがわかった。つまり，Baの代わりにNaが利用可能である。
４．タイプ１クラスレートBa8M16Ge30(M=Al,Ga,In)のバンド計算の再考：キャリア移動度の解析によりキャリア散乱機構を考察した。従来，主な散乱機構は音響フォノン散乱が支配的と思われていたが，今回，意外にも合金散乱が主要であることが示唆された。これはバンド計算の結果からも十分支持される。また，ゲスト原子のラトリング振動がキャリア伝導にどのように影響するかを考察した。現時点では，光学フォノン散乱が生じている可能性を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本課題では，熱電クラスレート化合物におけるキャリア伝導を支配する電子構造について理解しようとしている。タイプ１クラスレートについては，ある程度，理解できるようになった。それを論文にまとめることができた（現在審査中）。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き，既存のクラスレート化合物のキャリア散乱機構について，実験と理論の両面から，研究する。それらの知見を元に，今後の熱電性能改善のための方策を見出したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該理由は，学術論文の出版が次年度に延びたことと，参加予定の学会が中止となったことである。
使用計画のうち，物品費の内訳は，サンプル作製のための材料費などの消耗品である。旅費は，成果発表のための学会参加費である。その他は，論文投稿料金および共同利用機器使用料である。
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