ミスフィット層状熱電変換化合物の構造非整合性と伝導イオンの価数揺動イメージング

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21760545
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 湯葢 邦夫 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00302208)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: ミスフィット化合物 / 層状構造 / 電子顕微鏡 / 熱電変換材料 / 実空間イメージング

研究概要

巨大熱電能や超伝導などエキゾチックな電子・磁気物性が発現する構造非整合周期性をもつミスフィット系層状酸化物を中心に、電子回折パターンおよび高分解能電子顕微鏡観察から局所構造(特に非整合周期性構造)を直接観察し、その結晶構造と伝導層中の金属イオンの価数フラストレーションが輸送特性および磁気特性に及ぼす影響を検証した。加えて、低温での多重磁気相転移を示すホウ化物層状化合物TmAlB_4の直接観察から「tiling defect」の特徴を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Thermoelectric Energy Conversion and Ceramic Thermoelectrics (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kajitani, Y.Miyazaki, K.Hayashi, K.Yubuta, X.Y.Huang, W.Koshibae
  • 雑誌名: Mater.Sci.Forum Vol.671 ページ: 1-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Thermoelectric Properties of a Chimney-Ladder (Mn <1-x>Fe x)Si g (g~1.7) Solid Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyazaki, Y.Saito, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. Vol.50 ページ: 035804-1-"035804-5"
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry and Periodicity in Al75 (Co <1-x>Pd x) 25 Decagonal Quasicrystal Phase (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, H.Kato, K.Hiraga
  • 雑誌名: J.Flux Growth Vol.5 ページ: 63-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Cobalt-Substitution on the Structure and Thermoelectric Properties of Chimney-Ladder Solid Solution (Mn <1-x>Co x) Si g (g~ 1.7) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyazaki, Y.Saito, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 雑誌名: Adv.Sci.Tech. Vol.74 ページ: 22-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Density Distribution in Mn 4Si 7 (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kajitani, K.Yubuta, T.Shishido, S.Okada
  • 雑誌名: J.Electron.Mater. Vol.39 ページ: 1482-1487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise Control of Na Content in the Layered Cobaltate g-Na xCoO 2 (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Igarashi, Y.Miyazaki, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 雑誌名: J.Electron.Mater. Vol.39 ページ: 1669-1673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Polycrystalline Ca <0.9>Yb <0.1>MnO 3 Prepared from Nanopowder Obtained by Gas-Phase Reaction and Its Application to Thermoelectric Power Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Kosuga, Y.Wang, K.Yubuta, K.Koumoto, R.Funahashi
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. Vol.49 ページ: 071001-1-"071001-7"
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical properties of β-TmAlB 4 ; an AlB 2-type Analogous "Tiling" Compound (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Mori, T.Shishido, K.Yubuta, K.Kakajima, A.Leithe-Jasper, Y.Grin
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. Vol.107 ページ: 09E112-1-"09E112-3"
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport Properties of the Layered Rh Oxide K <0.49>RhO 2 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Shibasaki, T.Nakano, I.Terasaki, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 雑誌名: J.Phys.-Condes.Matter Vol.22 ページ: 115603-1-"115603-5"
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discommensuration of Doped [Ca 2CoO 3] pCoO 2 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kajitani, K.Yubuta, Xiangyang Huang, Y.Miyazaki
  • 雑誌名: J.Electron.Mater. Vol.38 ページ: 1462-1467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid State Self-Assembly of Nanostructured-Oxide as a Candidate for High Performance Thermoelectric Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Kosuga, K.Kurosaki, K.Yubuta, A.Charoenphakdee, S.Yamanaka, R.Funahashi
  • 雑誌名: J.Electron.Mater. Vol.38 ページ: 1303-1308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of the intergrown α-phase in β-TmAlB 4 via high-resolution electron microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, T.Mori, A.Leithe-Jasper, Y.Grin, S.Okada, T.Shishido
  • 雑誌名: Mater.Res.Bull. Vol.44 ページ: 1743-1746
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the excess oxygen in four-layered rock-salt-type units of modulated thermoelectric Bi-Sr-(Co, Rh)-O compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, Y.Miyazaki, I.Terasaki, T.Kajitani
  • 雑誌名: J.Electron.Mater. Vol.38 ページ: 1116-1120
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Resolution Electron Microscopy for Incommensurate Structure of K xRhO 2 Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, S.Shibasai, I.Terasaki, T.Kajitani
  • 雑誌名: Philos.Mag. Vol.89 ページ: 2813-2822
  • 査読あり
• [学会発表] Direct mapping of short-range order in RE 2CuSi 3 (RE=Ce and Nd) cluster-glass compounds from HRTEM image (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, T.Yamamura, D.X.Li
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-01-14
• [学会発表] Evidence for spin glass state in nonmagnetic atom disorder compound Pr 2AgIn 3 (2011)
  • 著者名/発表者名: D.X.Li, T.Yamamura, K.Yubuta, S.Nimori, Y.Haga, T.Shikama
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-01-14
• [学会発表] Alセルフフラックス法によるα-REAlB 4タイプ化合物の単結晶育成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡田繁、桧山勇太、工藤邦男、森孝雄、宍戸統悦、湯葢邦夫
  • 学会等名: 第5回日本フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Valence Electron Control in Higher Manganese Silicide MnSiγ (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyazaki, Y.Saito, Y.Kikuchi, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] Preparation an Thermoelectric Properties of (Mn <1-x>Cr x)Si γ (γ~1.7) Solid Solution (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kikuchi, Y.Saito, K.Hayashi, Y.Miyazaki, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 学会等名: 3rd International Congress onCeramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] Microstructure Control of Nano Phase-Separated Co-Mn-O System and its Effects on Thermoelectric Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Kosuga, K.Yubuta, Y.Wang, K.Kurosaki, S.Yamanaka, K.Koumoto, R.Funahashi
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] Intergrowth structure of alpha-type phase in beta-type TmA1B 4 studied by high-resolution electron microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, T.Shishido, T.Mori, A.Leithe-Jasper, Y.Grin, S.Okada
  • 学会等名: 17^<th> International Conference on Solid Compounds of Transition Elements
  • 発表場所: Annecy, France
  • 年月日: 2010-09-05
• [学会発表] (Mn <1-x>Co x)Si γ (γ-1.7)固溶相の合成と熱電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齊藤祥二、宮崎譲、林慶、湯葢邦夫、梶谷剛
  • 学会等名: 第7回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-08-19
• [学会発表] Effect of Co-Substitution on the Structure and Thermoelectric Properties of Chimney-Ladder Solid Solution (Mn <1-x>Co x)Si γ (γ~1.7) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyazaki, Y.Saito, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 学会等名: 12th International Conference on Modern Materials and Technologies
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2010-06-13
• [学会発表] 層状コバルト酸化物A xCoO 2 (A=Na, Ca, Sr, Ba)における層間イオンの規則配列と熱電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐大、宮崎譲、湯葢邦夫、井川直樹、梶谷剛
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Andreas Leithe-Jaspe、Yuri Grin、β-TmAlB 4化合物中のインターグロースα相の直接観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯葢邦夫、宍戸統悦、森孝雄、岡田繁
  • 学会等名: 第4回日本フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: (株)INAX榎戸工場
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] α'-Na xCoO 2の変調構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎譲、井川直樹、湯葢邦夫、梶谷剛
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] イオン交換法によって合成されたBa xCoO 2の結晶構造と熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐大、宮崎譲、湯葢邦夫、井川直樹、梶谷剛
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] ナノ粒子Ca <0.9>Yb <0.1>MnO 3焼結体の熱電特性とデバイス特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小菅厚子、Yifeng Wang、湯蓋邦夫、河本邦仁、舟橋良次
  • 学会等名: 第六回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-08-10
• [学会発表] Electron density distribution in Mn 4Si 7 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kajitani, K.Yubuta, T.Shishido, S.Okada
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Preparation and thermoelectric properties of (Mn <1-x>Fe x)Si γ(γ~1.7) solid solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Saito, Y.Miyazaki, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Valence Electron Control in Fe-Substituted Chimney-Ladder Solid Solution (Mn <1-x>Fe x) Si γ (γ~1.7) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyazaki, Y.Saito, K.Hayashi, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Local structure of [(Ca, Bi) 2CoO 3] <0.62>CoO 2 by HREM observation (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yubuta, X.Y.Huang, Y.Miyazaki, T.Kajitani
  • 学会等名: 8th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Precise control of Na concentration in the layered cobaltateγ-Na xCoO 2 (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Igarashi, Y.Miyazaki, K.Yubuta, T.Kajitani
  • 学会等名: 8th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Phase-Separated Co-Mn-O system (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Kosuga, Y.Wang, K.Yubuta, K.Kurosaki, S.Yamanaka, K.Koumoto, R.Funahashi
  • 学会等名: EUROMAT 2009
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2009-07-08
• [備考] ホームページ等