低次元金属伝導層を有する自然超格子材料の熱電特性

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360337
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 神戸大学 (2010-2011); 京都大学 (2009)
• 研究代表者: 田中 克志 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30236575)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 不定比化合物 / マグネリ相 / シアー構造 / 低次元電導体 / 熱電材料

研究概要

本研究では,シアー構造を持つ欠陥の導入によって電気伝導を示すようになることが報告されている酸化物半導体(具体的には酸素欠損型TiO2)について,電気伝導特性,熱伝導性の詳細を調べることで導電性の面欠陥を持つ材料を熱電材料として利用する可能性を明らかにした.
酸素欠損型TiO2においてZTの最高値として0. 12を得ることができた.これは通常の方法で焼結した酸化物としては非常に高い性能である.この高いZT値はシアー構造部で熱フォノンが強く散乱されていることによっていることが明らかとなり,熱フォノンの散乱源を熱処理という簡便な方法で大量に導入することが可能であることが示された.

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure refinement of ReSi1. 75 with an ordered arrangement of silicon vacancies (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Harada, H. Hoshikawaa, K. Kuwabaraa, K. Tanaka, E. Okunishi and H. Inui
  • 雑誌名: Phil. Mag 巻: Vol.91, No.23 ページ: 3108-3127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric properties and crystallographic shear structures in titanium oxides of the Magneli phases (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Harada, K. Tanaka and H. Inui
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: Vol.108, No.8 ページ: 083703
  • 査読あり
• [学会発表] シアー構造を有するMagneli相化合物の構造変化と熱電特性
  • 著者名/発表者名: 原田俊太, 田中克志, 乾晴行
  • 学会等名: 2010年日本金属学会春期大会
• [学会発表] 第三元素を添加したマグネリ相酸化チタンの熱電特性
  • 著者名/発表者名: 原田俊太, 田中克志, 乾晴行
  • 学会等名: 2010年日本金属学会秋期大会
• [備考]
  • URL: http://mm4.scitec.kobe-u.ac.jp/