局在準位を利用した欠損型スズクラスレート化合物の熱電性能改善

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560698
• 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: 構造・機能材料
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 岸本 堅剛 山口大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (50234216)
• 研究分担者: 赤井 光治 山口大学, 大学情報機構, 准教授 (20314825)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 熱電材料 / クラスレート / 欠損 / 局在準位

研究概要

カゴ格子からなる熱電クラスレート化合物の中には,そのカゴ格子上に原子欠損を有するものがある。その欠損は,バンド構造を通して,その熱電特性に影響を与えると思われる。したがって,欠損構造の制御は熱電性能改善に繋がる可能性がありそうだ。我々は,K8Sn44□2(□は欠損)クラスレートについて,その欠損構造,熱電気的特性およびバンド構造などについて調べた。このクラスレートは,室温付近において秩序-無秩序転移を引き起こし,それに伴い電気伝導率および出力因子が約一桁増加した。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation and thermoelectric properties of sintered n-type K_8M_8Sn_(38)(M = Al, Ga and In) with the type-I clathratestructureApplied (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hayashi, K. Kishimoto, K. Akai, H. Asada, K. Kishio, and T. Koyanagi
  • 雑誌名: Physics 巻: 45 ページ: 55308/1-455308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ge substitution on carrier mobilities and thermoelectric properties of sintered p-type Ba_8Ga_(16+x)Sn_(30-x-y)Ge_y with the type-VIII clathrate structure (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kishimoto, H. Yamamoto, K. Akai, and T. Koyanagi
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: 45 ページ: 445306/1-445306/8
  • 査読あり
• [学会発表] 欠損型クラスレート K_8(Sn,Ge)_44 焼結体の作製と熱電気的特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岸本堅剛, 林雅弘, 赤井光治, 小柳剛
  • 学会等名: 第9回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学, 東京
  • 年月日: 2012-08-28
• [学会発表] K_8Ga_8Sn_38-xGe_xの作製とその熱電気的特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福原丈織, 林雅弘, 岸本堅剛, 浅田裕法, 小柳剛
  • 学会等名: 第8回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学, 札幌市
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] 欠損型 Sn クラスレートの熱電特性に対する欠損配置依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤井光治, 岸本堅剛
  • 学会等名: 第8回日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学, 札幌市
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] 欠損を有するクラスレート化合物 K8Sn44の熱電気的特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岸本堅剛, 林雅弘, 小柳剛, 赤井光治
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学, 厚木市
  • 年月日: 2011-03-25