2015 Fiscal Year Annual Research Report
室温高圧合成法によるカルコパイライト型化合物の構造と熱電特性の制御
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15H05548
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小菅 厚子 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (30379143)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カルコパイライト / 熱電特性 / 結晶構造 / 室温高圧合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、室温高圧合成の合成条件が構造と熱伝導率に与える影響を解明するために、合成時の圧力をパラメータとして、導入する欠陥の種類と量を調整することを目的とし、（１）放射光回折実験データを用いた結晶構造解析により、欠陥の種類の同定及び欠陥導入に伴う歪の定量化を行い、（２）測定した熱伝導率を、様々な欠陥を考慮した理論モデルに基づき解析することを行った。
（１）の結果より、室温高圧合成の圧力を1-12 GPaの範囲で増加させることで、歪量が増大し、試料中に導入される欠陥が調整できることが示唆された。また、カルコパイライト構造に含有される二種類のカチオンの入替りの割合が、圧力とともに増大することが示唆されたため、歪み量の増大はこのカチオンの入替りによる点欠陥に起因するものと予測できた。
（２）の結果より、室温高圧合成により作製した試料については、大幅に熱伝導率が低減された。これは、室温高圧合成により形成された点欠陥と積層欠陥によるフォノン散乱の寄与が大きいことが、熱伝導率の理論モデルとの比較によりわかった。
また、今回形成されたと考えられる欠陥が圧力により誘起される可能性を第一原理計算により予測した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究計画である、合成条件と結晶構造及び熱伝導率の関係を明らかにすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、本年度作製した試料の電気的特性の測定と評価を行う。さらに、この結果と、本年度明らかにした合成条件と結晶構造データを比較することで、合成条件及び結晶構造が電気的特性に与える影響を調べることを目的とする。より詳細な考察を行うため、本年度解析して得られた結晶構造解析データを使って、電子状態計算を行い、実験的に得られた電気的特性を考察することも予定している。
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| Remarks |
大阪府立大学
大学院理学系研究科物理科学専攻 小菅研究室
http://www.p.s.osakafu-u.ac.jp/～a-kosuga/
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