マンガンケイ化物系熱電材料の非整合ナノドメイン形態制御による最低熱伝導率の実現

2020 年度 審査結果の所見

• 研究課題/領域番号: 20H00394
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 宮崎 讓 東北大学, 工学研究科, 教授 (40261606)
• 研究分担者: 林 慶 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70360625)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31

審査結果の所見の概要

研究代表者らが見出したマンガンケイ化物における非整合構造に由来する高い熱電特性の解明と世界最高の熱電出力密度（1 kW/m2）を実現する研究課題である。具体的には、フォノン輸送の第一原理計算、非整合ナノドメイン分裂の形成メカニズム解明、微細組織と格子熱伝導率の相関の把握、不規則ドメインの形態制御による低熱伝導率化、発電モジュールの試作と発電特性評価を実施する。
対象とする熱電材料としてのマンガンケイ化物は研究代表者らが新規性・独創性を有する材料であり、高い出力因子を実現するポテンシャルを有していると考えられる。格子熱伝導率を下げる指針を得るために、フォノンの第一原理計算を非整合構造に拡張するなど学術的意義も高い。精緻な実験計画により目的とする熱伝導率0.8 W/Kmの達成が期待される。