ナノ構造制御技術を用いた複合材料化による新規磁気熱電変換性能向上手法の確立

利用纳米结构控制技术制备复合材料，建立提高磁热电转换性能的新方法

• 批准号: 22K14195
• 负责人: 三浦 飛鳥
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14195/
• 关键词: 熱電変換; 強磁性体; 異常ネルンスト効果; 熱工学; 複合材料

スピン駆動型熱電変換現象である異常ネルンスト効果の出力向上に向けた研究を推進した。異常ネルンスト効果効果とは、強磁性金属において磁化および温度勾配に直交した方向に熱起電力が生じる現象である。本研究では特に、異常ネルンスト効果に大きく寄与している横熱電係数のハイスループットな評価に向け簡便で汎用性の高い測定手法を開発した。従来では材料の横熱電係数を得るためには多くの計測技術・装置が必要であり高精度・ハイスループットな評価が困難であった。一方で本研究では、強磁性金属と非磁性金属で閉回路を構成した系で高精度に横熱電係数を直接計測できることを実験的および理論的に示した。加えて、横熱電係数の温度依存性の計測および提案した評価手法の適用範囲について議論した。横熱電係数は材料の持つフェルミ準位付近の電子バンド構造に大きく影響を受けるため、横熱電係数計測は磁性材料のトポロジカル物性評価に対して有用であり、本研究で提案する手法が新規トポロジカル材料や横熱電変換材料の開発に大きく貢献すると期待できる。加えて、広い温度範囲での熱電変換材料の熱物性測定系の構築および磁性熱電変換材料の複合材料化に取り組んだ。特に、簡易な塗布プロセスで合成可能であるため注目されているハロゲン化ペロブスカイト薄膜に対して構築した熱物性測定系を用いて熱伝導率評価を行った。また、自身の研究のみならず、大学内外の研究者との共同研究にも大きく貢献し、当初の想定を超えた相乗効果も得られた。

The study of dynamic thermoelectric conversion phenomenon is advancing. The abnormal phenomenon occurs due to the magnetization and temperature matching of ferromagnetic metals, and the occurrence of thermal excitation in orthogonal directions. In this study, we developed a simple and versatile method for the measurement of transverse thermoelectric coefficients. In the past, many measurement techniques and devices have been necessary to obtain the transverse thermoelectric coefficient of a material, making it difficult to evaluate it with high accuracy. In this paper, ferromagnetic metals and nonmagnetic metals form a closed loop system with high accuracy and direct measurement of thermoelectric coefficients. Measurement and evaluation of temperature dependence of thermoelectric coefficient Transverse thermoelectric coefficient measurement is useful for the evaluation of magnetic properties of magnetic materials. This study proposes a new method for the development of thermoelectric materials and transverse thermoelectric conversion materials. Construction of Thermophysical Properties Measurement System for Thermoelectric Conversion Materials in Temperature Range and Composite Materials for Magnetic Thermoelectric Conversion Materials Special attention should be paid to the construction of a thermal conductivity measurement system. In addition, the research of the university itself, the joint research of researchers inside and outside the university, the contribution of the original idea and the achievement of the original results.

项目成果

第一原理計算を用いたTiC/TiN超格子の光学特性計算

使用第一性原理计算 TiC/TiN 超晶格的光学性质

• 发表时间: 2022
• 作者: 長野 利春;早川 翔大;三浦 飛鳥;渡邊 厚介;矢吹 智英;河野 翔也;中村 和磨;宮崎 康次
• 通讯作者: 宮崎 康次

金属イオンをドープしたハロゲン化ペロブスカイト塗布膜の熱電特性

金属离子掺杂卤化钙钛矿涂层的热电性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 安保 佑一;河津 光紀;Mustafa Anjum;三浦 飛鳥;渡邊 厚介;宮崎 康次
• 通讯作者: 宮崎 康次

Development of Printing Films Composed of Rare Earch Free n-type CoSb3 with Polyimide

稀有n型CoSb3与聚酰亚胺复合印刷薄膜的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Susukida;K. Watanabe;A. Miura;K. K. Raut;C. Bourges;T. Mori;K. Miyazaki
• 通讯作者: K. Miyazaki

炭窒化チタンサーメットの太陽光吸収材への応用

碳氮化钛金属陶瓷在太阳能吸热材料中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 長野 利春;早川 翔大;三浦 飛鳥;渡邊 厚介;矢吹 智英;河野 翔也;中村 和磨;宮崎 康次
• 通讯作者: 宮崎 康次

3ω法によるCs2SnI6薄膜の熱伝導率測定

3ω法测量Cs2SnI6薄膜的热导率

• 发表时间: 2023
• 作者: Hirahara Hironobu;Motomura Fumitaka;Liu Yufei;Kondou Chieko;榊叶大,安保佑一,三浦飛鳥,渡邊厚介,矢吹智英,宮崎康次
• 通讯作者: 榊叶大,安保佑一,三浦飛鳥,渡邊厚介,矢吹智英,宮崎康次