研究課題
電気熱量効果に関する研究結果を以下に示す。PZTやBaTiO3セラミックスで電気熱量効果による電場印加に伴う温度変化を直接観察することに成功した。分極ヒステリシス、電界誘起歪曲線、電界―温度曲線を測定し、電気熱量効果がほぼ分極挙動によって支配されていることを実験的に示した。また、温度変化の実測値が分極の温度変化から推定される値に近いことも実験的に示した。これに加え、鉛を含まない化合物であるLiNbO3結晶の電気熱量効果による電界―温度曲線を初めて測定した。これらの結果はエネルギー消費を抑える冷却技術へ応用することができ、将来的に低酸素社会の実現につながる実験結果といえよう。振動エネルギーハーベスティングでは、非鉛強誘電体BaTiO3セラミックスにMnを添加したセラミックスで比較的大きなエネルギーを回収できることを示した。また、熱エネルギーハーベスティングでは非鉛強誘電体BaTiO3セラミックスにZrを添加したBZTセラミックス比較的大きな焦電特性と回収エネルギーが得られることを見出した。また、これらの点を走査型プローブ顕微鏡により、ナノスケールでの分極挙動の違いと関連することを明らかにした。さらに、非鉛強誘電体(K,Na)NbO3（KNN）セラミックスにFeを添加することで、より多くの振動エネルギーを回収できることを明らかにした。また、熱間静水圧プレス（Hot Isostatic Pressing, HIP）により、KNNセラミックスが、800℃以下の最高プロセス温度で合成しても圧電性を示すセラミックスが得られることを見出している。
2: おおむね順調に進展している
基本的な物性の評価には成功している。比較的成果には興味がもたれており、招待講演も行っている。
今後は温度変化の大きな材料を探索するともにプロトタイプ冷却素子の製作を目指す。成果の公表に努めるとともに協力できる研究機関を見つけ、実用化につながる研究成果をだす。
研究材料を無償で提供されたことにより、消耗品の購入が先送りできた。
研究成果の公表と消耗品を購入しての研究
すべて 2016 2015
すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (3件)
Ferroelectrics
巻: 491 ページ: 71-78
10.1080/00150193.2015.1071610
Jpn. J. Appl. Phys.
巻: 54 ページ: 10NB08
10.7567/JJAP.54.10NB08
巻: 475 ページ: 71-81
10.1080/00150193.2015.995518
Journal of Electroceramics
巻: 34 ページ: 255-261
10.1007/s10832-015-9983-z
2015 Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectric, International Symposium on Integrated Functionalities and Piezoelectric Force Microscopy Workshop, ISAF/ISIF/PFM 2015
巻: 7172685 ページ: 124-127
10.1109/ISAF.2015.7172685
