チムニーラダー化合物の組成/構造傾斜化による熱電変換性能改善

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20860049
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岡本 範彦 京都大学, 工学研究科, 助教 (60505692)
• 研究協力者: 乾 晴行 京都大学, 工学研究科, 教授 (30213135) ; 田中 克志 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30236575) ; 岸田 恭輔 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178) ; 足立 大樹 京都大学, 工学研究科, 助教 (00335192)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 熱電変換材料 / 格子熱伝導率 / 界面熱抵抗 / フォノン散乱 / 透過電子顕微鏡

研究概要

Ru_2Si_3とMn_4Si_7を結ぶ広い固溶領域にわたってチムニーラダー化合物Ru_<1-x>Mn_xSi_yが安定に存在することを明らかにした.一方向凝固を行うと,組成の異なる多数のチムニーラダー相が凝固方向に伸張した組織が得られ,チムニーラダー相界面では,金属(Ru+Mn)副格子は連続的であるが,Si副格子の周期のみが不連続であることがわかった.異相界面に垂直な方向の電気特性は異相界面密度に依存しないが,格子熱伝導率は界面密度の増加とともに減少し,熱電無次元性能指数は増大した.

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure and thermoelectric properties of chimney-ladder compounds in the Ru2Si3-Mn4Si7 pseudobinary system (2009)
  • 著者名/発表者名: Norihiko L. Okamoto, Tatsuya Koyama, Kyosuke Kishida, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 雑誌名: Acta Materialia Vol.57,Issue17 ページ: 5036-5045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric properties of ternary and Al-containing quaternary Ru1-xRexSiy chimney-ladder compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyosuke Kishida, Akira Ishida, Tatsuya Koyama, Shunta Harada, Norihiko L. Okamoto, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 雑誌名: Acta Materialia Vol.57,Issue6 ページ: 2010-2019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure and Thermoelectric Properties of Mn-Substituted Ru2Si3 with the Chimney-Ladder Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Koyama, Norihiko L. Okamoto, Kyosuke Kishida, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 雑誌名: Materials Research Society Symposium Proceedings Vol.1128 ページ: 173-178
  • 査読あり
• [学会発表] Improvement of the Thermoelectric Properties of the Chimney-Ladder Compounds in the Ru-Mn-Si System (2009)
  • 著者名/発表者名: Norihiko L. Okamoto, Tatsuya Koyama, Kyosuke Kishida, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 学会等名: Materials Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Crystal structure and thermoelectric properties of chimney-ladder compounds in the Ru2Si3-Mn4Si7 pseudobinary system (2009)
  • 著者名/発表者名: Norihiko L. Okamoto, Tatsuya Koyama, Kyosuke Kishida, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 学会等名: International Conference on Thermoelectrics 2009 & Europian Conference on Thermoelectrics 2009
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Crystal Structure and Thermoelectric Properties of Mn-Substituted Ru2Si3 with the Chimney-Ladder Structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Koyama, Norihiko L. Okamoto, Kyosuke Kishida, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 学会等名: Materials Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA
  • 年月日: 2008-12-02
• [学会発表] Mechanical and Thermal Properties of Single Crystals of Some Thermoelectric Clathrate Compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: Norihiko L. Okamoto, Takahiro Nakano, Kyosuke Kishida, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui
  • 学会等名: Materials Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA
  • 年月日: 2008-12-01
• [備考]
  • URL: http://nlokamoto.web.fc2.com/