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2020 年度 研究成果報告書

電子およびフォノン構造同時制御による革新的熱電変換材料の創成とデバイス実証

研究課題

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研究課題/領域番号 18K04748
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

宮崎 秀俊  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548960)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード熱電変換材料 / フルホイスラー化合物 / ハーフホイスラー化合物 / 精密構造解析 / 第一原理計算 / 機械学習
研究成果の概要

熱電変換材料は、熱エネルギーを直接、電気エネルギーに変換できるため、これからの持続可能な社会の構築に有用な技術である。熱電変換材料の効率化のためには、電子とフォノンの両方を最適に制御する必要がある。そこで、本研究では、熱電変換材料における電子とフォノンの制御法を確立し、高い性能を有する熱電変換材料の開発を行った。その結果、特にハーフホイスラー化合物において、空孔サイトへの元素置換という新たな熱電変換材料の開発を実現するとともに、機械学習によるフォノンの制御による熱伝導率の最適化を可能にするアルゴリズムの開発に成功した。

自由記述の分野

金属物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱電変換材料は、熱エネルギーを直接、電気エネルギーに変換できるため、これからの持続可能な社会の構築に有用な技術である。熱電変換材料の効率化のためには、電子とフォノンの両方を最適に制御する必要がある。そこで、本研究では、精密な構造解析および理論計算を駆使することにより、熱電変換材料における電子構造とフォノン構造を同時に制御する方法を探索した結果、ハーフホイスラー化合物において、電子構造とフォノン構造を同時に制御する方法を見出した。今後は、本研究手法を適用することにより、より性能の高い熱電変換材料を開発する。

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公開日: 2022-01-27  

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