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熱電変換材料Zn4Sb3においては、ZnとSbが結晶格子を組み、Znがガラス状に侵入サイトに配置する。このため、Zn4Sb3は、金属結晶の様な高電導性とガラスの様な低熱伝導性を合わせ持ち、熱電材料として更に熱電性能が高められることが期待される。本研究の目的は、Zn-Sb合金の塊状固体（バルク）、薄膜状リボン、粉末焼結体における熱電的性質、ならびにZn4Sb3構造が出現する組成範囲及びZnの存在形態と分布について実験的に明らかにし、金属学的考察を加えることによって、熱電性能の改善をはかることである。
本年度は、ZnxSb3（x=3.4～4.3）合金のバルク及びリボンを液体急冷法によって作製すると共に、薄膜状リボンや粉末焼結体ディスクを作製し、種々の熱処理を行った。その後、Ｘ線回折実験、電子顕微鏡観察、ゼーベック係数の測定、電導度の測定、熱伝導度の測定、性能指数の測定、出力因子の算出などを行った。また、３年間にわたる本研究の最終年度としてのとりまとめを行った。
得られた知見は次の通りである。(a)ゼーベック係数、電導度、熱伝導度、性能指数、出力因子は合金の製造プロセス、組成x及び熱処理によって異なる。(b)β- Zn4Sb3相は粒界をもち、組成xに依存してZnSbあるいはZn相と共存する。（c）β- Zn4Sb3相においてはZnサイトの空孔、侵入型サイトのZn、空洞、Zn粒が存在し、その結果β- Zn4Sb3相中のZn原子数は4：3化学量論組成よりも少なくなる。(c)熱電的性質が製造プロセス、組成x及び熱処理によって異なる原因は粒界、β- Zn4Sb3相中のZnサイトの空孔、侵入型サイトのZn、空洞、Zn粒、Zn数、共存するZnSbあるいはZn相が複雑に異なることによる。
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