電子論的アプローチによる巨大熱電性能起源の解明

使用电子方法阐明巨型热电性能的起源

• 批准号: 22K14467
• 负责人: 服部 裕也
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14467/
• 关键词: 電子構造; 量子振動; STM; 熱電物性

近年、熱電材料分野では既存材料の2～3倍の熱電性能をもつ材料が次々と発見されている。そのうちの１つがSr/NaドープPbTe（ZT=2.5）であるが、その高い熱電性能の物理的起源は明らかになっていない。本研究では、物質の電子特性を決定する電子構造を実験的に検証することを目指している。2022年度はSr/NaドープPbTe単結晶に対し、強磁場測定・走査型トンネル顕微鏡（STM）測定を行うことで、その電子構造を実験的に決定した。まず強磁場測定では、量子振動測定によりフェルミ面を決定することに成功した。低温（1.4 K）では、フェルミ面はL点を中心としたホールポケットのみから構成され、形状はシリンダー型をしていることが判明した。量子振動の角度依存性から、シリンダーの端点で複雑な形状をしていることが推測される。またホール抵抗の温度依存性から、第二価電子帯（Σバンド）がフェルミ準位以下50 meV程度の位置にあることが判明した。また磁気抵抗の角度依存性（AMR）は、高温（250 K付近）において挙動が反転することを発見した。次にSTM測定では、電子状態密度のエネルギー依存性を測定した。この結果、Sr/NaドープPbTeでは、1. ドープを施していないPbTeに比べ、バンドギャップが大きくなること（200 meV→300 meV）、2. LバンドとΣバンドのエネルギー差が小さくなること（200 meV→150 meV）、3. フェルミエネルギーがLバンド端から100 meV程度下方にあること、が判明した。1.は高温でのバイポーラ効果によるゼーベック係数の減少を抑制し、2.は状態密度の大きいΣバンドによるゼーベック係数Sの増加につながる。Sr/NaドープPbTeにおける優れた熱電性能は、このようにドーピングにより大きく変調した電子構造に起因するものと考えられる。

In recent years, there has been an increase in the performance of existing materials, such as the performance of existing materials. This is the origin of the physics of Sr/Na (ZT=2.5), PbTe (ZT=2.5), and high performance physics. The purpose of this study is to determine the characteristics of electrical and mechanical electronics. in this study, the electrical properties of electrical and mechanical devices determine that the electrical and mechanical properties of electrical power plants are determined. In the year 2022, the determination of the performance of the Sr/Na and electric power generation equipment was determined by the strong magnetic field measurement, the measurement of the strong magnetic field, and the determination of the operating temperature micrometer (STM) of the operating system and the electrical power plant. The strong magnetic field measurement and the quantum vibration measurement determine the success of the magnetic field measurement and the quantum vibration measurement. Low temperature (1.4K), low temperature (1.4K), low temperature, low temperature, low The quantum vibration is angle-dependent, and the end point of the quantum vibration system is to copy the shape. The temperature dependence of temperature dependence and the position of 50 meV below the temperature dependence of the second power plant (secondary generator) are determined. Magnetic resistance angle dependence (AMR), high temperature (250K), high temperature (250K). The secondary STM measurement system, the electronic density measurement system and the dependence measurement system. The results of the tests, Sr/Na results, PbTe results, 1. Please tell me that there is no difference between the two groups (200 meV

项目成果

Experimental verification of band convergence in Sr, Na doped PbTe

Sr、Na掺杂PbTe能带收敛的实验验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuya Hattori;Shunsuke Yoshizawa;Keisuke Sagisaka;Yuki Tokumoto;Keiichi Edagawa;Takako Konoike;Shinya Uji;Taichi Terashima
• 通讯作者: Taichi Terashima

Sr,NaをドープしたPbTeの 電子構造とその温度依存性

掺杂 Sr 和 Na 的 PbTe 的电子结构和温度依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: Yang Qian;Cho Hai Jun;Bian Zhiping;Yoshimura Mitsuki;Lee Joonhyuk;Jeen Hyoungjeen;Lin Jinghuang;Wei Jiake;Feng Bin;Ikuhara Yuichi;Ohta Hiromichi;服部裕也，吉澤俊介，鷺坂恵介， 徳本有紀，枝川圭一，鴻池貴子，宇治進也， 寺嶋太一
• 通讯作者: 服部裕也，吉澤俊介，鷺坂恵介， 徳本有紀，枝川圭一，鴻池貴子，宇治進也， 寺嶋太一

Sr,NaドープPbTeにおけるBand Convergenceの実験的検証

Sr、Na掺杂PbTe能带收敛性的实验验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Yang Qian;Cho Hai Jun;Bian Zhiping;Yoshimura Mitsuki;Lee Joonhyuk;Jeen Hyoungjeen;Lin Jinghuang;Wei Jiake;Feng Bin;Ikuhara Yuichi;Ohta Hiromichi;服部裕也，吉澤俊介，鷺坂恵介， 徳本有紀，枝川圭一，鴻池貴子，宇治進也， 寺嶋太一;R. Yamada and M. Ohno;服部裕也，吉澤俊介，鷺坂恵介， 徳本有紀，枝川圭一，鴻池貴子，宇治進也， 寺嶋太一
• 通讯作者: 服部裕也，吉澤俊介，鷺坂恵介， 徳本有紀，枝川圭一，鴻池貴子，宇治進也， 寺嶋太一