ゼーベック係数の局所分析技術の開発-異相界面が熱電特性に及ぼす影響の解明-

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本研究では,これまで困難であった微小試料のゼーベック係数測定,また,試料内のゼーベック係数分布を測定できる装置の開発を行ってきている.今年度はいくつかの装置改良,β-FeSi_2を用いた測定を行った.1.装置の改良本測定装置では,熱電対にて試料表面温度,電位を測定している.微小試料の場合,熱電対の接触により試料温度が大きく変化する恐れがある.そのため,熱電対をより細いものに変更し,熱電対保持部にヒーターを設置することで,試料からの熱の流出を極力抑えるようにした.これにより,安定した測定が可能になった.2.β-FeSi_2単結晶の育成,ゼーベック係数測定β-FeSi_2単結晶はGaを溶媒に用いた温度勾配溶液成長法により育成した.1mm程度の結晶が得られ,X線回折よりβ-FeSi_2単結晶であることを確認した.開発した装置でゼーベック係数を測定したところ,ある方向では218μV/K,それと直交する方向では294μV/Kであった.同一試料でのX線回折を行えなかったため,結晶方位との関係は明らかにはできなかったが,結晶の外形より測定した面はa面であると思われる.3.p-n接合体のゼーベック係数分布β-FeSi_2多結晶のp-n接合体(p型:Mnドープ,n型:Coドープ)を作製し,ゼーベック係数分布を測定した.本装置を用いることで,p-n界面を境にゼーベック係数の符号が反転する様子を明瞭に示すことができた.また,測定している温度分布の測定結果より,熱伝導率の相対的な変化も見積もることが可能であることが明らかになった.