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2010 年度 研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号 19206067
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
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, 准教授 (00302208)
研究期間 (年度) 2007 – 2010
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

熱流を直接電流に変換可能な熱電半導体の高性能化に向けた研究である。熱電半導体を2次元化することにより、Seebeck係数が向上することが理論的に予想され、先行研究によると、最適条件では、3次元状態のデバイスよりも性能が2. 5倍まで向上する。本研究では、蒸着薄膜、結晶方位制御バルク材、および人工層状化合物半導体について、次元性と熱電特性について調査した。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (39件) (うち査読あり 39件) 学会発表 (2件) 図書 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation and Thermoelectric Properties of a Chimney-Ladder (Mn_<1-x> Fe_x)Si_γ(γ. 1. 7)Solid Solution2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyazaki, Y. Saito, K. Hayashi, K. Yubuta and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 50 ページ: 035804

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft x-ray synchrotron radiation spectroscopy study of CuFe_<1-x> Ni_xO_2 (0. x. 0. 03)delafossite oxides2011

    • 著者名/発表者名
      D. H. Kim, J. H. Hwang, K. H. Lee, J.-S. Kang, T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani, B.-G. Park, J.-Y. Kim, B. I. Min
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 109 ページ: 07D727

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase separation in thermoelectric delafossite CuFe_<1-x> Ni_xO_2 observed by soft x-ray magnetic circular dichronism2011

    • 著者名/発表者名
      J.-S. Kang, D. H. Kim, Jihoon Hwang, Eunsook Lee, T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani, B.-G. Park, J.-Y. Kim, B. I. Min
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Letters

      巻: 99 ページ: 012108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature increase at the interface between ultrasonically joined poly(ethylene terephthalete)films2011

    • 著者名/発表者名
      S. Murao, M. Sato, T. Hosokawa, and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4 ページ: 111602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local structure determination of the nonlinear optical material LiNbO3 using XRD2011

    • 著者名/発表者名
      Saravanan, T. K. Thirumalaisamy, and T. Kajitani
    • 雑誌名

      R. Physica Status Solidi (A)

      巻: 208 ページ: 2643

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Higher Manganese Silicide (HMS)bulk and Fe-containing HMS bulk using a Na-Si Melt and their thermoelectrical properties2011

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, Y. Miyazaki, and H. Yamane
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 519 ページ: 8524

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ability of RP-type cobaltites to accommodate carbonate groups : A new layered oxide Sr_4Co_2(CO_3)O_<5. 86>2011

    • 著者名/発表者名
      A. Demont, D. Pelloquin, S. Hebert, Y. Breard, J. Howing, Y. Miyazaki, and A. Maignan
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 184 ページ: 1655

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric properties of iodine doped pentacene thin films2011

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, T. Shinano, Y. Miyazaki, and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c)

      巻: 8 ページ: 592-594

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fablication of iodine-doped pentacene thin films for organic thermoelectric devices2011

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, T. Shinano, Y. Miyazaki and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 109 ページ: 023712/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rubbing effect on surface morphology and thermoelectric properties of TTF-TCNQ thin films2010

    • 著者名/発表者名
      E. Tamayo, K. Hayashi, T. Shinano, Y. Miyazaki, T. Kajitani
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 256 ページ: 4554-4558

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric Iron Oxides2010

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

      Advances in Science and Technology

      巻: 74 ページ: 66-71

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of cobalt-substitution on the structure and thermoelectric properties of chimney-ladder solid solution (Mn_<1-x> Co_x)Si_γ (γ~ 1. 7)2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyazaki, Y. Saito, K. Hayashi, K. Yubuta and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology

      巻: 74 ページ: 22-25

    • 査読あり
  • [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. Terasaki, K. Yubuta and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter

      巻: 22 ページ: 115603(5pp)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Density Distribution in Mn_4Si_72010

    • 著者名/発表者名
      T. Kajitani, K. Yubuta, T. Shishido and S. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 39 ページ: 1482-1487

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defect activation in Willemite-type Zn_2GeO_4 by nanocrystallinezation2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, M. Ando, K. Iwasaki, H. Masai, and T. Fujiwara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Letters

      巻: 97 ページ: 071906/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of surface crystallized glasses with alpha-Zn_3B_2O_6 and their opticaly property2010

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

      J. Non-Crys. Solids

      巻: 356 ページ: 2689-2692

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Processing and photoluminescence properties of surface crystallized ZnO glass-ceramics2010

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

      J. Non-Crys. Solids

      巻: 356 ページ: 3080-3084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discommensuration of doped Co-1212009

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

      Journal of Electronic Materials

      巻: 38(7) ページ: 1462-1467

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric structure and transport property of delafossite-type oxide CuFeO_2 system2009

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

      Journal of Electronic Materials

      巻: 38(7) ページ: 1282-1286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excess oxygen in rock-salt-type layers of misfit-layered Bi-based oxides2009

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

      Journal of Electronic Materials

      巻: 38(7) ページ: 1116-1120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High temperature thermoelectric properties of layered oxide Ca_<2-x> Bi_xMnO_42009

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

      Journal of Electronic Materials

      巻: 38(7) ページ: 1159-1162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin dynamics of traiangular lattice antiferromagnet CuFeO2 : 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

      巻: 80 ページ: 144413

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Doping on Thermoelectric Properties of Delafossite-Type Oxide CuCrO_22008

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, K. Sato, T. Nozaki and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 47 ページ: 59-63

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Resolution Electron Micrsoscopy Study of [(Ca, bi)_2CoO_3]_<0. 62> CoO_22008

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

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 77, No.9 ページ: 094603-1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High temperature thermoelectric properties of Ca_<1-x> Bi_xMn_<1-y> V_yO_<3-δ>(0≦x=y≦0. 08)2008

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

      Solid State Comm

      巻: 145 ページ: 132-136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disorder-Order Transitions in Na_xCoO_2 (x. 0.58)2008

    • 著者名/発表者名
      D. Igarashi, Y. Miyazaki, T. Kajitani
    • 雑誌名

      Phys. Rev

      巻: B78 ページ: 184112-1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulated Crystal Structure of Chimney-Ladder Type Higher Manganese Silicide MnSi_γ2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyazaki, D. Igarashi, K. Hayashi, T. Kajitani, K. Yubuta
    • 雑誌名

      Phys. Rev

      巻: B78 ページ: 214104-1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discommensurate Structure in [(Ca_<0:90> Sr_<0:10>)_2CoO_3] 0:61CoO_22008

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

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 77, No.6 ページ: 064604-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulated Structure of Bi_<1.8> Sr_<2.0> Rh_<1.6> O_x2007

    • 著者名/発表者名
      Kunio Yubuta, Satoshi Okada, Yuzuru Miyazaki, Ichiro Terasaki and Tsuyoshi Kajitani
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater

      巻: 336-338 ページ: 818-821

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static and Dynamic Characteristics of Thermoelectric Ceramics2007

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Kajitani, Yuzuru Miyazaki, Yasuhiro Ono, Shahnaz Begum and Kunio Yubuta
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater

      巻: 336-338 ページ: 826-830

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superspace Group Approach to the Crystal Structure of Na_<0. 5> CoO_22007

    • 著者名/発表者名
      Dai Igarashi, Yuzuru Miyazaki, Kunio Yubuta and Tsuyoshi Kajitani
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 304-310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure of Sr_<0. 35> CoO_2 Compound Studied by High-Resolution Electron Microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Kunio Yubuta, Yuh-ki Hasegawa, Yuzuru Miyazaki and Tsuyoshi Kajitani
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 712-715

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural, Magnetic and Thermoelectric Properties of Delafossite-type Oxide, CuCr_<1-x> Mg2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Ono, Ken-ichi Satoh, Tomohiro Nozaki and Tsuyoshi Kajitani
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 1071-1075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and high temperature properties of Delafossite-type oxide CuFe2007

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

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 5226-5229

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution electron microscopy study of misfit-layered Bi-based cobaltites2007

    • 著者名/発表者名
      K. Yubuta, S. Begum, Y. Ono, Y. Miyazaki and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Phil. Mag.

      巻: 87 ページ: 2663-2669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulated structure of the misfit-layered compound Bi_<2. 12> Ba_<2. 00> Rh_<1. 95> O_x2007

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

      Phil. Mag

      巻: 87 ページ: 2641-2646

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Diffusion Mechanism of Cu in Polycrystalline Bi_2Te_3-Based Alloy with the Aging of Electrical Conductivity2007

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto, S. Sano and T. Kajitani
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 5033-5039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protections of the aging of n-type Bi-Te thermoelectric materials doped with Cu or Cu-halide2007

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto, S. Sano and T. Kajitani
    • 雑誌名

      J. Alloys Comp

      巻: 443 ページ: 182-190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Delaffosite-Type Oxide CuFe_<1-x> Ni_xO_22007

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

      J. Chem. Engn. Jpn

      巻: 40 ページ: 1205-1209

    • 査読あり
  • [学会発表] ケイ化物熱電変換モジュールの試作と評価2011

    • 著者名/発表者名
      菊池将太、林慶、宮崎譲、梶谷剛
    • 学会等名
      第58回応用物理学会関係連合会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Structural, magnetic and ferroelectric properties of CuFe_<1-x> Mn_xO_22011

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, R. Fukatsu, T. Nozaki, Y. Miyazaki, T. Kajitani
    • 学会等名
      The International Workship on Neutron Applicatons on Strongly Correlated Electron Systems 2011
    • 発表場所
      Tokai, Japan
    • 年月日
      2011-02-24
  • [図書] Thermoelectric Energy Conversion and Ceramic Thermoelectrics2011

    • 著者名/発表者名
      T. Kajitani, Y. Miyazaki, K. Hayashi, K. Yubuta, X. Y. Huang, W. Koshibae
    • 総ページ数
      1-20
    • 出版者
      Materials Science Forum
  • [図書] Materials Stage2010

    • 著者名/発表者名
      梶谷剛
    • 総ページ数
      27-33
    • 出版者
      酸化物熱電材料の新展開
  • [図書] Ceramic Materials (Mono-gram)2010

    • 著者名/発表者名
      H. Masai, Y. Takahashi, T. Fujiwara
    • 総ページ数
      29-48
    • 出版者
      Glass-Ceramics Containing Nano-Crystallites of Oxide Semiconductor
  • [図書] 同歩輻射科学基礎(中国語)2009

    • 著者名/発表者名
      梶谷剛
    • 総ページ数
      163-166
    • 出版者
      上海交通大学出版社
  • [備考]

    • URL

      http://www.apph.tohoku.ac.jp/kajitani

  • [産業財産権] p型熱電変換材料及びその製造方法、並びに、熱電変換素子および熱電変換モジュール2010

    • 発明者名
      菊池将太、林慶、宮崎譲、梶谷剛
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-261266
    • 出願年月日
      2010-11-24

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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