熱電変換半導体の高効率化のためのセラミックスプロセッシング

1. セレン化鉛常圧焼結体の熱電変換特性評価平成9年度に作製した化学合成粉末を用いたPbSe常圧焼結体、ならびに今年度作製した溶融インゴット粉砕物から作製したPbSe常圧焼結体について、熱電特性の評価とそれに対する焼結条件の影響を明らかにした。いずれの粉末も表面の酸化により、焼結温度が低いときにはp型の伝導を示し熱電特性が低かったが、焼結温度が高くなるにつれて本来のn型の伝導を示すようになり、ゼーベック係数、電気伝導度とも向上した。また焼結温度の上昇につれて著しい粒成長が見られ、粒界の清浄化、結晶性の向上、結晶粒子径の増大が上記熱電特性の向上の理由であると考察した。2. テルル化ビスマスの常圧焼結と熱電特性評価ヨウ化アンチモンをドーパントとして添加したn型Bi_2Te_<2.85>Se_<0.15>組成の常圧焼結体の作製を試みた。この組成物は現在最も汎用的に用いられているもので、工業的には加圧焼結で作製されているために製造コストが高い割に熱電特性が良くないという問題を持っているものである。常圧焼結過程における原料成分の蒸発を抑えつつ焼結したところ、融点(約590℃)直下で急激に焼結が進行したが、ドーパントの損失を抑えきることができなかった。この系の常圧焼結にはドーパント過剰の原料を用いるか、液相焼結を促進するための添加物の検討が必要であることがわかった。

1. セレン化鉛常圧焼結体の熱電変換特性評価平成9年度に作製した化学合成粉末を用いたPbSe常圧焼結体、ならびに今年度作製した溶融インゴット粉砕物から作製したPbSe常圧焼結体について、熱電特性の評価とそれに対する焼結条件の影響を明らかにした。いずれの粉末も表面の酸化により、焼結温度が低いときにはp型の伝導を示し熱電特性が低かったが、焼結温度が高くなるにつれて本来のn型の伝導を示すようになり、ゼーベック係数、電気伝導度とも向上した。また焼結温度の上昇につれて著しい粒成長が見られ、粒界の清浄化、結晶性の向上、結晶粒子径の増大が上記熱電特性の向上の理由であると考察した。2. テルル化ビスマスの常圧焼結と熱電特性評価ヨウ化アンチモンをドーパントとして添加したn型Bi_2Te_<2.85>Se_<0.15>組成の常圧焼結体の作製を試みた。この組成物は現在最も汎用的に用いられているもので、工業的には加圧焼結で作製されているために製造コストが高い割に熱電特性が良くないという問題を持っているものである。常圧焼結過程における原料成分の蒸発を抑えつつ焼結したところ、融点(約590℃)直下で急激に焼結が進行したが、ドーパントの損失を抑えきることができなかった。この系の常圧焼結にはドーパント過剰の原料を用いるか、液相焼結を促進するための添加物の検討が必要であることがわかった。