| 研究概要 |
◎ミスフィット酸化物Ca_3Co_<4-x>M_xO_<9-δ>にMとしてSr、Y、Znを添加し、Ca_3Co_<4-x-y>M_xM'_yO_<9-δ>にM,M'としてTi,Znを添加し試料を作製した。X線回折実験の結果、どの試料もミスフィット酸化物相が支配的であり、x,yが大きくなるとわずかに不純物相が生成した。1元素を添加すると熱電性能は向上したが、熱電性能向上への寄与は2元素を添加する方が大きかった。
◎透過型電子顕微鏡実験により、ミスフィット酸化物相は数μmの結晶粒から成っており、結晶粒内には多くの双晶構造が存在することがわかった。高分解能像とそのシミュレーションから、双晶界面は岩塩型CaCo_20_3層とCoO_2層との境界にあり、c軸を軸として60°あるいは180°回転した構造であることがわかった。
◎どの試料においても添加元素を加えると、ゼーベック係数、電気伝導度には大きな変化は見られなかったが、熱伝導度が減少し、その結果無次元性能指数ZTが増加した。添加元素のCoO_2層への置換効果が現れたものと考えられる。
◎TEM-ALCHEMI解析を001系統列反射励起と310系統列反射励起の条件で行った。310系統列反射励起の条件が最適条件であることが、実験、計算から明らかとなった。
◎Bloch波法によるSTEM像シミュレーションのプログラムを完成させ、様々な欠陥構造をもつ結晶に適用し学会等で発表した。
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