Fabrication and Thermoelectric Properties of Oxide Superlattices with Two-dimensional Electron Gas

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18686054
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: OHTA Hiromichi Nagoya University, 大学院・工学研究科, 准教授 (80372530)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Keywords: 熱電変換 / 二次元電子ガス / チタン酸ストロンチウム / 人工超格子

Research Abstract

人工宝石として知られ、毒性がなく、融点が高いSrTiO_3を用いた熱電変換材料を創製した。精密な超薄膜技術により、電子を生成させた厚さ0.4nmの金属SrTiO_3:Nb層と、絶縁性SrTiO_3からなるサンドイッチ構造を作製することで、二次元平面に高濃度の伝導電子(1021cm^<-3>)を溜め込んだ結果、熱起電力が同濃度の電子を生成させたバルクSrTiO_3の約5倍と大きく、熱電変換性能指数ZT(=[熱起電力]×[熱起電力]×[導電率]×[温度]÷[熱伝導率])が既存重金属材料の約2倍になることを見出した。

Research Products

• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): Hiromichi Ohta
  • Journal Title: phys. stat. sol. (b) 245 Pages: 2363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): H. Ohta, K. Sugiura and K. Koumoto
  • Journal Title: Inorg. Chem. 47 Pages: 8429
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): H. Ohta, R. Huang and Y. Ikuhara
  • Journal Title: phys. stat. sol. (RRL) 2 Pages: 105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): H. Ohta, Y. Mune, K. Koumoto, T. Mizoguchi, and Y. Ikuhara
  • Journal Title: Thin Solid Films 516 Pages: 5916
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): K-H. Lee, Y. Mune, H. Ohta and K. Koumoto
  • Journal Title: Appl. Phys. Express 1 Pages: 015007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2007)
  • Author(s): Y. Mune, H. Ohta, K. Koumoto, T. Mizoguchi and Y. Ikuhara
  • Journal Title: Applied Physics Letters 91 Pages: 192105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2007)
  • Author(s): M. Yamamoto, H. Ohta and K. Koumoto
  • Journal Title: Applied Physics Letters 90 Pages: 072101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2007)
  • Author(s): H. Ohta
  • Journal Title: Materials Today 10 Pages: 44
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2007)
  • Author(s): H. Ohta, S-W. Kim, Y. Mune, T. Mizoguchi(以下省略)
  • Journal Title: Nature Materials 6 Pages: 129
  • Peer Reviewed
• [Presentation] (2008)
  • Author(s): Hiromichi Ohta
  • Organizer: Villa Conference on Complex Oxide Heterostructures
  • Place of Presentation: Orange Tree Villa, Clermont, FL
  • Year and Date: 20081102-06
• [Presentation] (2008)
  • Author(s): 太田裕道, 久米篤史, 河本邦仁、溝口照康、幾原雄一
  • Organizer: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知)
  • Year and Date: 20080902-05
• [Presentation] (2008)
  • Author(s): H. Ohta
  • Organizer: The 7th Korea-Japan Conference on Ferroelectricity
  • Place of Presentation: チェジュ大学 (韓国)
  • Year and Date: 20080806-09
• [Presentation] (2008)
  • Author(s): 太田裕道
  • Organizer: 応用物理学会東海支部第12回基礎セミナー
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): H. Ohta, R. Huang and Y. Ikuhara
  • Organizer: MRS 2007 Fall Meeting
  • Place of Presentation: ボストン(USA)
  • Year and Date: 20071126-30
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): Hiromichi Ohta
  • Organizer: The 14th International Workshop on Oxide Electronics
  • Place of Presentation: Jeju(韓国)
  • Year and Date: 20071007-10
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): Hiromichi Ohta
  • Organizer: International Symposium on Nano-Thermoelectrics (invited)
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
  • Year and Date: 20070611-12
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): Hiromichi Ohta
  • Organizer: 5th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics(TOEO-5)
  • Place of Presentation: 湘南国際村(神奈川)
  • Year and Date: 20070521-22
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): Hiromichi Ohta
  • Organizer: PacRim7
  • Place of Presentation: Shanghai(China)
  • Year and Date: 2007-11-13
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): 太田裕道
  • Organizer: 第4回日本熱電学会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪)
  • Year and Date: 2007-08-30
• [Remarks] NHKワールド(ラジオ)2008年5月12日
• [Remarks] 「人工宝石の熱電発電」、青森テレビ「正直先生のエネルギー講座」、2008年2月10日
• [Remarks] 日経BP net ECOマネジメント「熱を電気に変える高効率材料の発見」2007年10月4日
• [Remarks] 「ありふれた酸化物を使った高効率熱電変換材料の開発に成功」、科研費NEWS 2007年Vol. 1(創刊号)
• [Remarks] 「人工ダイヤの原料+熱=発電、名大などのグループ発見、「体温充電」携帯も可能に」、朝日新聞(2007年1月22日)
• [Remarks] 「普及材料から熱電変換素子、発電性能2倍、名大など研究チーム開発」、読売新聞(2007年1月22日)
• [Remarks] 「排ガスの熱から発電」に道、高効率の熱電変換材料、名大、東工大グループ開発」、毎日新聞(2007年1月22日)
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://www.apchem.nagoya-u.ac.jp/BS-6/seigyo6/hiromichiohta/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 熱電変換材料、赤外線センサ及び画像作製装置 (2007)
  • Inventor(s): 旭 良司、増岡優美、太田裕道、栗田大佑
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社豊田中央研究所, 国立大学法人名古屋大学
  • Industrial Property Number: 特許願,特願2007-285631
  • Filing Date: 2007-11-02
• [Patent(Industrial Property Rights)] 熱電変換材料、赤外線センサ及び画像作製装置 (2007)
  • Inventor(s): 太田裕道、河本邦仁、宗 頼子
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人名古屋大学
  • Industrial Property Number: PCT出願,PCT WO 2007/132782 A1
  • Filing Date: 2007-05-11
  • Overseas