| 研究概要 |
本年度の研究では,熱電材料におけるゼーベック係数の空間分布を測定し,化学組成及び結晶方位分布の評価と併せて,高い熱電性能を発現する最適化学組成と結晶方位を決定するために,微小ゼーベックプローブを用いた走査型二次元ゼーベック係数評価装置と自動測定プログラムを開発した。測定は,定常熱流法及び微分法により行い,現段階では,室温において約30μmの最小空間分解能を有するゼーベック係数の空間分布の完全自動測定が可能となっている。また,測定には一測定点当たり約2分を要する。
この装置を用いて傾斜凝固法により作製した亜鉛-アンチモン系熱電材料におけるゼーベック係数の空間分布を室温において測定した結果,ゼーベック係数には,100〜130μV/Kに亘る空間分布が存在することが初めて明らかとなった。この値は,他の物性評価装置を用いたバルク測定から求めた値とも良い一致を示し,再現性も良好であった。更に,同一試料インゴットに対して行った電子プローブミクロ分析による化学組成分析及び偏光光学顕微鏡による結晶粒分布の観察からは,化学組成は空間的に一様であるのに対して,1×1mm^2程度の比較的大きな結晶粒が結晶全体に分布することが判った。この結晶粒の空間分布は,ゼーベック係数の空間分布とほぼ同じであることから,この材料が示すゼーベック係数の空間分布は,それぞれの結晶粒が持つ結晶方位による違い,つまり異方性に由来することを初めて明らかにした。
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