ホイスラー合金を用いた新規積層型熱電素子の低温作製

使用 Heusler 合金低温制造新型堆叠热电元件

• 批准号: 24860038
• 负责人: 安藤 裕一郎
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-08-31 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24860038/
• 关键词: ホイスラー合金; 低温成長; 熱電素子

本年度はSi基板上にホイスラー熱電材料を成長させる技術を確立することを目的で研究を行った。当初、分子線エピタキシー法による結晶成長を想定していたが、組成制御の簡便性、材料探索の機動性を鑑み、レーザー分子線エピタキシー法での結晶成長に変更した。本作製方法の利点としては①坩堝からの不純物が少ない、②堆積される膜の組成ズレが起こりにくい、③ソースを交換するだけで短時間に複雑な積層膜を形成可能などが挙げられる。装置の立ち上げに研究期間の半分を要したが、現在は十分に立ち上がっており、超高真空2×10－7Pa以下での堆積が可能となった。また基板清浄プロセスも順調に立ち上げることができた。試験的にホイスラー合金の一種であるFe3Siを堆積したところ、これまでの分子線エピタキシー作製した試料と同等の強磁性体特性（飽和磁化、保磁力、スピン注入効率）を有することも判明した。現在は種々のホイスラー合金の高品質単結晶成長の条件探索を行っている。

今年，我们进行了研究，目的是建立一项技术，用于在SI底物上生长Heusler热电材料。最初，该方法旨在使用分子束外延法生长晶体，但是考虑到易于控制和材料搜索的迁移率，该方法使用激光分子束外延法更改为晶体生长。这种制造方法的优点包括：（1）坩埚中几乎没有杂质，（2）在沉积膜中引起组成偏差的可能性较小，（3）仅通过简单地替换来源而在短时间内形成复杂的层压膜。启动该设备的研究期花了一半，但现在已经完全确定，使得在2x10-7pa或更少的超高真空中沉积。底物清洁过程也稳步启动。当Fe3Si是一种试验基础上沉积的一种heusler合金时，还发现它具有与先前的分子束外观外观样品相当的铁磁性能（饱和磁化，强化，自旋注射效率）。目前，我们正在寻找各种啤酒合金的高质量单晶生长的条件。