新規熱電材料のための磁性-半導体微粒子ハイブリッドの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560050
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 小矢野 幹夫 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (60195873)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 熱電変換 / 磁性微粒子 / ハイブリッド / 熱電計測 / ビスマス-アンチモン合金 / バリウムフェライト / Fe-Nd-B

研究概要

大きな熱電能と低い熱伝導率が要求される次世代の熱電変換材料に供するため,熱電半導体微粒子と磁性微粒子の新規ハイブリッド材料を開発した.低温熱電材料のBi-Sb と高い保持力を有するFe-Nd-B からなるハイブリッド材料では,微粒子が磁化することにより熱電能αが最大5%増加することを実験的に確かめた.この増強効果により, ZT=(α^2T)/(ρκ)で定義される熱電性能指数が4%の増大を示すことを世界に先駆けて見いだした.

研究成果

• [雑誌論文] Percolation Conduction in the Hybrid Thermoelectric Material Consisting of Bi_0.88Sb_0.12 and Barium Ferrite Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: D. V. Lam, T. Ariga, K. Takahashi, K. Suekuni, and M. Koyano
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials
  • DOI: DOI:10.1007/s11664-012-2436-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single crystal growth of Bi-Sb-Te thermoelectric materials by halide chemical vapor transport technique (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koyano, J. Tanaka, K. Suekuni and T. Ariga
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials
  • DOI: DOI:10.1007/s11664-011-1849-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Electronic Properties of Thermoelectric and Magnetic Nanoparticle Composite Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koyano, D. Kito, K. Sakai, and T. Ariga
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 巻: 40 ページ: 1078-1082
  • 査読あり
• [学会発表] 3ω 法を用いたBi-Te 系熱電厚膜の熱伝導率測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西野俊佑, 末國晃一郎, 小矢野幹夫, 大平圭介
  • 学会等名: 2013 年春季 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川県厚木市
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Synthesis and thermoelectric properties in hybrids of Bi-Sb alloy and Nd_2Fe_14B hard magnet (2012)
  • 著者名/発表者名: N. V. Tang, K. Suekuni, T. Ariga, and M. Koyano
  • 学会等名: 2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛県松山市
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] ナノ熱電材料測定に向けた熱伝導率測定装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西野俊佑, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 第九回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 東京都目黒区
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] 中温度領域における熱電能・電気抵抗率測定用小型装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧田賢枝, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 2012年春季 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Synthesis and thermoelectric properties in hybrid of Bi-Sb alloy and magnetic particles (2011)
  • 著者名/発表者名: D. V. Lam, K. Suekuni, T. Ariga, and M. Koyano
  • 学会等名: 2011 年秋季 第72回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形県山形市
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Single crystal growth of Bi-Sb-Te thermoelectric materials by halide chemical vapor transport technique (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koyano, J. Tanaka, K. Suekuni and T. Ariga
  • 学会等名: 30th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Traverse City, Michigan, USA
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] 化学気相輸送法を用いたBi-Sb-Te 系熱電材料単結晶の育成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中淳也, 末國晃一郎, 有賀智紀, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 2011 年(平成23 年)春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東日本大震災のため現地開催は中止
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] 強相関物質FeSb_2における熱電物性へのMn 元素置換効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井健悟, 有賀智紀, 末國晃一郎, 小矢野幹夫
  • 学会等名: 2010 年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Bi-Sb・FeSb ナノハイブリッドの熱電物性と磁性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小矢野幹夫, 鬼頭大地, 酒井健吾, 有賀智紀,末國晃一郎
  • 学会等名: 2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Synthesis and electronic properties of thermoelectric and magnetic nanoparticle composite materials (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Koyano, D. Kito, K. Sakai, and T. Ariga
  • 学会等名: 29th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2010-06-01