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Phonon transport properties of thermoelectric oxide thin films and superlattices

热电氧化物薄膜和超晶格的声子传输特性

基本信息

批准号：
19F19049
负责人：
太田裕道
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

外国人特別研究員・張雨橋博士との共同研究では、酸化物熱電材料の高性能化をターゲットとして、層状構造を有する酸化物の熱伝導率の精密計測や、固溶体形成に起因する格子歪と熱伝導率の関係の調査などを行った。張博士は酸化物薄膜試料の作製、熱電特性の計測、熱伝導率の計測の実験を担当した。受入研究者である太田は研究計画作成を行った。本研究の特筆すべき成果は、層状コバルト酸化物Ba1/3CoO2薄膜が、室温における熱電変換性能指数ZT = 0.11を示すことを見出したことである。この値は公表されている酸化物（信頼性のある値として）の室温におけるZTの中では最大である。また、自然超格子InGaO3(ZnO)m（mは自然数）単結晶薄膜の超格子に対して直交方向の熱伝導率が、多結晶InGaO3(ZnO)mよりも低いことを発見した。単結晶なのに多結晶よりも熱を通さないという、この驚くべき結果は、熱電材料の低熱伝導率化に向けた材料設計指針を与えるだけでなく、超低熱伝導セラミックス実現のための重要な知見となる。さらに、これまで熱伝導率に及ぼす電子の寄与が大きいとされてきたSrTiO3－SrNbO3－LaTiO3系固溶体を薄膜化し、熱伝導率を精密計測した結果、固溶体形成による格子熱伝導率の減少が顕著に起こるため、キャリア電子濃度が極めて高いにもかかわらず、熱伝導率は低いことが分かった。以上のように、本共同研究では、酸化物熱電材料の高性能化の鍵となる低熱伝導率化に関する重要な知見を得ることができた。

Dr. Yuqiao Zhang, Special Researcher of Foreign Affairs, conducted joint research on improving the performance of acid thermoelectric materials, precise measurement of thermal conductivity of acid compounds with layered structure, investigation of the relationship between lattice thermal conductivity and the cause of solid solution formation. Dr. Zhang is responsible for the preparation of acid thin film samples, measurement of thermoelectric characteristics, and measurement of thermal conductivity. The research project was created by the researcher. The results of this study show that the thermoelectric conversion performance index ZT = 0.11 at room temperature of Ba1/3CoO2 thin films is higher than that of Ba1/3CoO2 thin films. The temperature of the acidified substance is the maximum temperature of the acidified substance. InGaO3 (ZnO)m (m = natural number) single crystal thin film superlattice thermal conductivity orthogonal direction, polycrystalline InGaO3 (ZnO)m low temperature The results show that the low thermal conductivity of thermoelectric materials is an important aspect of material design and ultra-low thermal conductivity. The thermal conductivity of SrTiO3-SrNbO3-LaTiO3 system solid solution was measured accurately. The thermal conductivity of SrTiO3-SrNbO3-LaTiO3 system solid solution was measured accurately. This joint study is an important insight into the key to high performance and low thermal conductivity of acidified thermoelectric materials.

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High and Low Thermal Conductivity Phase Boundary in SrTiO3-SrNbO3 Solid-Solution System

SrTiO3-SrNbO3 固溶体体系的高低导热率相界

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuqiao Zhang;Hai Jun Cho;Kenyu Sugo;Masashi Mikami;Sungmin Woo;Myung-Chul Jung;Woosuck Shin;Woo Seok Choi;Myung Joon Han;Hiromichi Ohta
通讯作者：
Hiromichi Ohta

Electric field thermopower modulation analyses of high mobility transparent amorphous SnO2 thin film transistor

高迁移率透明非晶SnO2薄膜晶体管的电场热电调制分析