シリサイド系熱電材料の高温高圧合成

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560848
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 森 嘉久 岡山理科大学, 理学部, 教授 (00258211)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 熱電材料 / 高圧合成 / 放射光 / シリサイド

研究概要

排熱エネルギーを電気エネルギーに変換できる熱電変換材料が活発に研究されている．特に注目されているMg2Siに対し，高圧合成による新しい機能性の探索研究を行った．実験内容は，放射光施設での高圧XRD実験，ピストンシリンダー装置での高圧合成と合成物の熱電性能測定である．特に高圧合成では試料のサイズが小さいので，測定装置の開発が不可欠である．
高圧XRD実験からAgをドープする場合は原料粉末のMgとSiと同時に仕込み，Mgの融点以下の温度で合成したほうが良いことが明らかとなった．熱電性能測定装置の開発にも成功し，その測定結果から，高圧合成によりn型Mg2Siがより真性の方向に進むことが明らかとなった．

研究成果

• [雑誌論文] Energetic consideration of the conduction type of Mg_2Si doped with Cu, Ag, or Au usingfirst-principle calculations. (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Imai, Y.Mori, S.Nakamura, K.Takarabe
  • 雑誌名: J. of Alloys and Compounds 巻: 549 ページ: 175-178
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.12.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure X-ray diffraction study and thermoelectric measurements of Mg_2Si (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Mori, Y.Kaihara, S.Nakamura, T.Yoshino, K.Takarabe
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. (c) 巻: 10 ページ: 1847-1849
  • DOI: 10.1002/pssc.201300404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetic Prediction of Mg_2Si-Ca_2Si Pseudobinary System using First-Principles Calculations (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Imai, Y.Mori, S.Nakamura, K.Takarabe
  • 雑誌名: J. of Alloys and Compounds 巻: 558 ページ: 179-187
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.12.083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetic consideration of the conduction type of Mg_2Si doped with Cu, Ag, or Au using first-principle calculations (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Imai, Y.Mori, S.Nakamura, K.Takarabe
  • 雑誌名: J. of Alloys and Compounds 巻: 549 ページ: 175-178
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.09.026
  • 査読あり
• [学会発表] Thermoelectric measurement of Mg_2Si synthesized under pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Kaihara, Y.Mori, T.Yoshino, K.Takarabe
  • 学会等名: 51^<st> EHPRG
  • 発表場所: London, UK.
  • 年月日: 20130901-06
• [学会発表] High-pressure X-ray diffraction study and thermoelectric properties of Mg_2Si (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Mori, Y.Kaihara, S.Nakamura, K.Takarabe
  • 学会等名: APAC-Slicide 2013
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20130727-29
• [学会発表] Study on sintering effects on Grain size, electrical resistivity and Seebeck coefficient of thermoelectric Mg_2Si (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Nakamura, Y.Mori, K.Takarabe
  • 学会等名: APAC-Slicide 2013
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20130727-29
• [学会発表] X-ray diffraction study of Mg_2Si and Ag-doped Mg_2Si under pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Mori, Y.Kaihara, K.Takarabe
  • 学会等名: 24^<th> AIRAPT
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20130707-12
• [学会発表] High-pressure synthesis of Mg_2Si thermoelectric material (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Mori, Y.Kaihara, T.Yoshino, S.Nakamura, K.Takarabe
  • 学会等名: 32^<nd> ICT
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20130630-0704
• [学会発表] Sintering without grain growth for Mg2Si Thermoelectric Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Nakamura, Y.Mori, K.Takarabe
  • 学会等名: 18^<th> ISTMC
  • 発表場所: Salzburg, Gremany
  • 年月日: 20120827-31
• [学会発表] X-ray diffraction study of Ag-doped Mg_2Si thermoelectric material under high-pressure and high-temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Mori, K.Takarabe, T.Otani, Y.Imai
  • 学会等名: 15^<th> HPSP
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 20120725-27
• [備考]
  • URL: http://www.das.ous.ac.jp/mori