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2009 年度 実績報告書

次元性を制御したナローギャップ半導体の機能デバイス化

研究課題

研究課題/領域番号 19206067
研究機関東北大学

研究代表者

梶谷 剛  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80134039)

研究分担者 藤原 巧  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10278393)
宮崎 譲  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40261606)
林 慶  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70360625)
湯蓋 邦夫  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00302208)
キーワード半導体 / 熱電物性 / ナローギャップ / 合成 / 結晶構造 / 中性子回折 / インターカレーション
研究概要

1.デラフォサイト型酸化物結晶の析出が期待されるシリカ系ガラスの作製を行った。結晶化処理によりCuAlO_2相が認められたが、同時にCuOの析出により不均質生成の課題が明らかとなった。均質化の方法として、Ar雰囲気中における結晶化により単相に近い結晶化ガラスが得られた。この場合、出力因子は最大で1.2×10^<-5>WK^<-2>m^<-1>(950K)であった。
2.ZnO/ZnMgO多層膜試料をスパッタ蒸着法で作製して熱電子放射効果と2次元伝導性による熱電定数の変化を系統的に測定した。
3.パルスレーザー蒸発法を用いて半導体Mn_4Si_7薄膜を作製して熱電係数を測定した。
4.熱電半導体CuFeO_2の粉末試料と単結晶試料を用いて10Kかち200Kの範囲で冷中性子散乱実験を行った。その結果、15K付近のネール温度、から高温側の広い温度領域で、5meV以下め低エネルギー磁気励起子を観測した。これは、この結晶中では鉄イオンに由来する反強磁性的な相互作用を持ったスピンがガラス状態を作っていることによる。
5.CuFeO_2と類似の構造を持ったCuMnO_2についても、低温度領域で冷中性子散乱実験を行ったが、こちらは、ガラス状態のスピンは観測されず、反強磁性磁気相関だけが見えた
6.熱電半導体Mn_4Si_7の単結晶のX線精密構造解析を最小二乗法とMaximum Entropy法で行い、適切な電子密度分布を観測した。
7.Ca346半導体単結晶のX線構造解析を行って、適切な空間群を決定した。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (25件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transport properties of the layered Rh oxide K_<0.49>RhO_22010

    • 著者名/発表者名
      S.Shibasaki, T.Nakano, I.Teerasaki, K.Yubuta, T.Kajitani
    • 雑誌名

      Journal of Physics ; Condensed Matters 22

      ページ: 115603(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ZnO glass-ceramics : An alternative way to produce semiconductor2009

    • 著者名/発表者名
      H.Masai, T.Toda, T.Ueno, Y.Takahashi, T.Fujiwara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 94

      ページ: 151908/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the excess oxygen in four-layered rock-salt-type units of modulated thermoelectric Bi-Sr-(Co,Rh)-O compounds2009

    • 著者名/発表者名
      K.Yubuta, Y.Miyazaki, I.Terasaki, T.Kajitani
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 38

      ページ: 1116-1120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Resolution Electron Microscopy for Incommensurate Structure of K_xRhO_2 Crystal2009

    • 著者名/発表者名
      K.Yubuta, S.Shibasai, I.Terasaki, T.Kajitani
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine 89

      ページ: 2813-2822

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and High-Temperature Thermoelectric Properties of the n-Type Layered Oxide Ca_<2-x>Bi_xMnO_<4-d>2009

    • 著者名/発表者名
      F.Kawashima, X.T.Huang, K.Hayashi, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 89

      ページ: 1159-1162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure and Thermoelectric Properties of the Delafossite-Type Oxides CuFe_<1-x>Ni_xO_22009

    • 著者名/発表者名
      T.Nozaki, Y.Hayashi, T.Kajitani
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 89

      ページ: 1282-1286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discommensuration of Doped [Ca_2CoO_3]_pCoO_22009

    • 著者名/発表者名
      T.Kajitani, K.Yubuta, X.Y.Huang, Y.Miyazaki
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials 89

      ページ: 1462-1467

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin deynamics of trianglular lattice antiferromagnet CuFeO_2 : Crossover from spin-liquid to paramagnetic phase2009

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi, T.Nozaki, R.Fukatsu, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

      ページ: 144413(1-5)

    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation and thermoelectric properties of (Mn_<1-x>Cr_x)Si_γ(γ~1.7) solid solution2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kikuchi, Y.Saito, K.Hayashi, Y.Miyazaki, T.Kajiani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Preparation electrochemical Properties of MgCu_2O_32010

    • 著者名/発表者名
      F.Kobayashi,, S.Maruyama, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Substitution effect on thermoelectric properties of chimney-ladder compound MnSi_γ(γ~1.7)2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Saito, Y.Miyazaki, K.Hayashi, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Ion-exchanged magnesium spinel as a possible cathode material2010

    • 著者名/発表者名
      S.Maruyama,, Y.Miyazaki, T.Kajiani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Fabrication of silicide thermoelectric modules using TiSi_2 electrodes2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kikuchi, Y.Saito, K.Hayashi, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Inelastic neutron scattering study on the triangular lattice antiferromagnet CuMnO_22010

    • 著者名/発表者名
      R.Fukatsu, T.Nozaki, K.Hayashi, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Thermoelectric properties of ZnMgO/ZnO multilayer2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nishiguchi, K.Hayashi, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Thermoelectric properties of CuFeO_2 enhanced by nanovoid structure2010

    • 著者名/発表者名
      S.Hanasaka, T.Nozaki, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] Low temperature thermoelectric properties of ytterbium compounds2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kuroda, K.Hayashi, Y.Miyazaki, T.Kajitani
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20100224-20100225
  • [学会発表] デラフォサイト型CuFe_<0.5-x>Cr_<0.5>Mg_xO_2固溶体の熱電特性2010

    • 著者名/発表者名
      野崎友大, 林慶, 宮崎譲, 梶谷剛
    • 学会等名
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚、東海大学
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 層状コバルト酸化物A_xCoO_2(A=Na,Ca,Sr,Ba)における層間イオンの規則配列と熱電特性2010

    • 著者名/発表者名
      宮崎譲, 湯蓋邦夫, 井川直樹, 梶谷剛
    • 学会等名
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚、東海大学
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] スパッタ法により成膜したZn_<1-x>Al_xO薄膜の熱電性能2009

    • 著者名/発表者名
      西口宗紀, 林慶, 梶谷剛
    • 学会等名
      第6回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20090810-20090811
  • [学会発表] ラビング基板上に成膜したTTF-TCNQ薄膜の膜構造と熱電特性2009

    • 著者名/発表者名
      林慶, Efrain Tamayo, 梶谷剛
    • 学会等名
      第6回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20090810-20090811
  • [学会発表] ヨウ素ドープしたペンタセン薄膜の熱電性能2009

    • 著者名/発表者名
      信野高志, 林慶, 梶谷剛
    • 学会等名
      応用物理学会東北支部第64回学術講演会
    • 発表場所
      郡山、日本大学
    • 年月日
      2009-12-03
  • [学会発表] スピネルフェライトMn_xFe_<3-x>O_4(M=Ni,Zn)の高温熱電特性2009

    • 著者名/発表者名
      深津遼平, 野崎友大, 梶谷剛
    • 学会等名
      第70同応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] α'-Na_xCoO_2の変調構造2009

    • 著者名/発表者名
      宮崎譲, 井川直樹, 湯蓋邦夫, 梶谷剛
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] イオン交換法によって合成されたBa_xCoO_2の結晶構造と熱電特性2009

    • 著者名/発表者名
      五十嵐大, 宮崎譲, 湯蓋邦夫, 井川直樹, 梶谷剛
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Chimney-ladder型化合物(Mn_<1-x>Fe_x)Si_γ(γ~1.7)の合成と熱電特性(II)2009

    • 著者名/発表者名
      齊藤祥二, 宮崎譲, 林慶, 湯蓋邦夫, 梶谷剛
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] ヨウ素ドープしたペンタセン薄膜の熱電特性とその経時変化2009

    • 著者名/発表者名
      林慶, 信野高志, 梶谷剛
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表]2009

    • 著者名/発表者名
      Kunio Yubuta, Xiangyang Huang, Yuzuru Miyazaki, Tsuyoshi Kajitani
    • 学会等名
      28th International Conference on Thermoelectrics (ICT2009)
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Valence electron control in Fe-substituted chimney-ladder solid solution (Mn_<1-x>Fe_x)Si_γ(γ~1.7)2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyazaki, Y.Saito, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
    • 学会等名
      28th International Conference on Thermoelectrics (ICT2009)
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Electron density distribution in Mn_4Si_72009

    • 著者名/発表者名
      T.Kajitani, K.Yubuta, T.Shishido, S.Okada
    • 学会等名
      28th International Conference on Thermoelectrics (ICT2009)
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Mn-substitution effect on thermal conductivity of delafossite-type oxide CuFeO_22009

    • 著者名/発表者名
      T.Nozaki, K.Hayashi, T.Kajitani
    • 学会等名
      28th International Conference on Thermoelectrics (ICT2009)
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Precise control of Na concentration in the layeed cobaltate γ-Na_xCoO_22009

    • 著者名/発表者名
      D.Igarashi, Y.Miyazaki, K.Yubuta, T.Kajitani
    • 学会等名
      28th International Conference on Thermoelectrics (ICT2009)
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2009-07-27
  • [学会発表] Preparation and thermoelectric properties of (Mn_<1-x>Fe_x)Si_γ(γ~1.7)2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Saito, Y.Miyazaki, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
    • 学会等名
      28th International Conference on Thermoelectrics (ICT2009)
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2009-07-27
  • [備考]

    • URL

      http://www.apph.tohoku.ac.jp/kajitani-lab/seika/seika2001-.htm

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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