研究課題
熱エネルギーと、電気エネルギーの相互変換を可能にする熱電変換材料は、エネルギー有効利用の観点から、注目を集めている。しかし、その性能は未だ低いのが現状であり、劇的な性能向上が求められている。最近の研究で、量子井戸構造による電子の閉じ込めによって、飛躍的に熱電変換特性が向上する事が理論的に予測され、実際に、人工超格子薄膜を用いた実験で、通常のバルク試料を遥かに凌ぐ高い性能指数が報告されている。このような量子構造は人工超格子やヘテロ界面で実現されているが、熱電発電を考えるとバルク結晶中に量子構造を構築する必要がある。本研究ではSiC中の積層欠陥に注目をして、バルク結晶に量子効果を付与することを目的としている。前年度までの結果から、窒素ドープを行うことによりn型の六方晶SiC結晶中に、バンドギャップの狭い立方晶SiCと同一の構造を有する積層欠陥が形成することが明らかになっている。熱電変換のためには、n型およびp型半導体がどちらも必要であることから、本年度はp型SiC結晶中に量子井戸構造を形成することができるかを検討した。その結果、溶媒中にAlを添加することにより、溶液法によりアルミドープp型六方晶SiC結晶が作成可能であり、高濃度のアルミドープを行うことにより積層欠陥の形成が可能であることが明らかとなった。透過電子顕微鏡による観察の結果、アルミドープp型六方晶SiC結晶中に導入される積層欠陥は、窒素ドープを行った場合と同じ、立方晶SiCと同一の積層構造であることが明らかとなった。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Materials Forum
巻: N/A ページ: N/A
Acta Materialia
巻: 81 ページ: 284-290
10.1016/j.actamat.2014.08.027
http://shuntaharada.web.fc2.com/japanese/index.htm
