省エネルギー社会を実現するための高性能熱電変換ホイスラー薄膜の基礎的研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760536
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 宮崎 秀俊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10548960)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 熱電材料 / 電子構造 / 薄膜

研究概要

熱電材料として注目されているホイスラー型Fe2VAlの熱電特性の向上のために、高温で良好な熱で特性を有する材料の開発およびその薄膜化を試みた。Fe2VAlに対し、様々なドーピング効果、非化学両論効果を試みることにより、正負ともに大きなゼーベック係数の絶対値を得るとともに、最高性能温度の上昇に成功した。また、放射光を用いた材料評価により、これらの大幅な熱電特性の向上は、非化学量論効果による電子構造の変調および局所結晶構造の制御に起因していることをこれまでに明らかにした。また、更なる熱電デバイスの普及を目指して、ホイスラーFe2VAl薄膜の作製技術の確立も試みた。

研究成果

• [雑誌論文] Thermoelectric properties of the Heusler-type off-stoichiometric Fe_2V_<1+>xAl_<1->x alloys (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki, S. Tanaka, N. Ide, K. Soda and Y. Nishino
  • 雑誌名: Materials Research Express 巻: 1 ページ: 015901
  • DOI: 10.1088/2053-1591/1/1/015901
• [雑誌論文] Thermoelectric properties of the Heusler-type Fe_2VAl_xTa_<1->x alloys (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Renard, A. Mori, Y. Yamada, H. Miyazaki, and Y. Nishino
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 ページ: 033707
  • DOI: 10.1063/1.4861419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Angle-Resolved Photoemission Spectra of EuO Thin Films (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki, H. Mitani, T. Hajiri, M. Matsunami, T. Ito, and S. Kimura
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 191 巻: 7 ページ: 4
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2013.10.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strongly hybridized electronic structure of YbAl_2 : An angle-resolved photoemission study (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Matsunami, T. Hajiri, H. Miyazaki, M. Kosaka, and S. Kimura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.165141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic and electronicStructure of ultrathin Bi(111) films grown on Bi_2Te_3 substrates : Evidence for a strain-induced topological phase transition (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara, N. Fukui, T. Shinohara, M. Yamada, M. Aitani, H. Miyazaki, M. Matsunami, S. Kimura, T. Takahashi, S. Hasegawa, and K. Kobayashi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.227401
  • 査読あり
• [学会発表] ホイスラー型熱電材料Fe_2V_<1+x>Al_<1-x>における熱電特性向上のメカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊, Renard Krystel,山田友一朗,森侑礼,西野洋一
  • 学会等名: 日本金属学会2014年春季講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-03-23
• [学会発表] ハーフホイスラー型熱電材料ZrNiSnにおける元素ドープが及ぼす電子構造への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊,吉田健人,服部健吾,西野洋一
  • 学会等名: 日本金属学会2014年春季講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-03-21
• [学会発表] 角度分解光電子分光を用いた非化学量論組成Fe_2V_<1+x>Al_<1-x>の電子構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊,西澤一晃,曽田一雄,松波雅治,木村真一,西野洋一
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季講演大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 高分解能粉末X線回折法によるハーフホイスラー型熱電変換材料ZrNiSnの構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊,山田友一朗,中野輝章,西野洋一
  • 学会等名: 日本金属学会2013年春季講演大会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 軟X線光電子分光を用いたホイスラー型熱電材料Fe_2V_<1+x>Al_<1-x>の電子状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊、田中優、山田友一朗、泉雄大、室隆桂之、曽田一雄、西野洋一
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2012-09-17
• [備考]
  • URL: http://www.emat.nitech.ac.jp/solid/
• [備考]
  • URL: http://wakate.adm.nitech.ac.jp/node/219