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2022 年度 実績報告書

コロイド法による海島構造制御を通じた高性能硫化物系ナノコンポジット熱電材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19H02440
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

前之園 信也  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00323535)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード熱電材料 / ナノ粒子 / ナノコンポジット / 階層的欠陥構造制御 / ナノインクルージョン
研究実績の概要

硫化スズ(Sn-S)とセレン化スズ(Sn-Se)のナノ粒子の化学合成法を開発し、Sn-Sについては球状SnSナノ粒子、Sn-Seについてはp型のSnSeナノシートとn型のSnSe2ナノシートを作り分けられる新たな合成法を開発した。Sn-Seナノシートの合成法については学術論文を投稿した(現在査読中)。
また、SnSとSnSe2のナノ粒子をホットプレスにより焼結・ペレット化し、それらの熱電特性を産業総合技術研究所 ゼロエミッション国際共同研究センター 熱電変換・熱制御研究チームとの共同研究により評価したところ、ナノ構造化による熱伝導率の低減が認められた。SnSについては電気伝導率が低かったため、キャリア密度を向上させる目的でAgをドープすることを検討し、電気伝導率およびパワーファクターの向上に成功した。SnSe2ペレットについては異方性が高いため、物質・材料研究機構 ナノアーキテクトニクス材料研究センター 熱エネルギー変換材料グループとの共同研究により、ピコ秒サーモリフレクタンス法を用いて面内方向と面直方向の熱伝導率を明らかにすることを現在試みているところである。また、直径10mmφ×高さ12mmの円柱状のペレットを作製し、ここから直径10mmφ×厚さ2mmの円盤状サンプルを、元の円柱に対して水平方向と垂直方向の2枚切り出し、これらの試料についてそれぞれゼーベック係数、電気伝導率、熱伝導率を測定し、電気・熱輸送特性の異方性を評価することを試みているところである。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] ナノ構造熱電材料の創製に向けた結晶相選択可能なセレン化スズナノシートの化学合成法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      サイモン モーア, 小林 恵士, 高橋 麻里, 東嶺 孝一, 前之園 信也
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] SnSナノ粒子をビルディングブロックとして用いたナノ構造熱電材料の作製とその熱電特性評価2023

    • 著者名/発表者名
      小林 恵士, S. Moore, P. Sauerschnig, 太田 道広, 高橋 麻里, 前之園 信也
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] Chemical Synthesis and Structural Analysis of Tin Selenide Nanomaterials towards N-type Nanostructured Thermoelectric Materials2022

    • 著者名/発表者名
      S. Moore, K. Kobayashi, M. Takahashi, and S. Maenosono
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] Simple Phase-selectable Chemical Synthesis of Tin Selenide Nanosheets Towards N-type Nanostructured Thermoelectric Materials2022

    • 著者名/発表者名
      S. Moore, K. Kobayashi, M. Takahashi, and S. Maenosono
    • 学会等名
      北陸地区講演会と研究発表会
  • [学会発表] サステイナブルなナノ構造熱電材料の創製に向けたSn-S系ナノ粒子の化学合成に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      小林 恵士, モーア サイモン, 高橋 麻里, 前之園 信也
    • 学会等名
      北陸地区講演会と研究発表会

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公開日: 2023-12-25  

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