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炭化ホウ素のCVD合成と熱電半導体物性

碳化硼的CVD合成及热电半导体性能

基本信息

批准号：
01550589
负责人：
河本邦仁
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至 1990
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は熱CVD法を用い、ガス流量,基板温度等の条件を制御することにより、ボロンカ-バイドの単相を得ることに成功した。さらに条件を細かく制御することによって組成や構造の異なる試料を合成する方法もほぼ確立させることができた。そこで、種々の条件を変化させて試料を合成し、組成及び結晶構造に関するキャラクタリゼ-ションを行うとともに、電気伝導度およびゼ-ベック係数の温度依存性を測定した。組成と結晶構造(格子定数)についてはB_<13>C_2なる組成を境にして、この組成よりボロンの量が少ない領域と、ボロンの量が多い領域で組成と格子定数が異なる相関をもつという現象を見出した。電気伝導度の温度依存性については、種々の組成に対して実験を行ったが、どの試料も高温で高い値を示す半導体的な挙動が見られた。ただし導電率の値自体は金属に匹敵する値が得られている。またB_<13>C_2付近の組成の試料が最も高い値を示すことがわかった。導電率と絶対温度との積を温度の逆数に対しプロットするとどの試料も直線となり、このことからボロンカ-バイドの導電機構としてはホッピング伝導が支配的であるという結論が得られた。ゼ-ベック係数の温度依存性では、どの試料も正の値を持つことから、P型半導体であることがわかった。またボロンリッチな組成になるほど、また高温になるほど高い値を示すことがわかった。この両デ-タから電力因子を計算すると、B_<13>C_2付近の組成の試料が高い値をもつことがわかり、熱電変換材料として優れていることがわかった。今後、熱伝導率を測定して性能指数を算出する予定である。また我々は、結晶中の積層欠陥がゼ-ベック係数の値に影響を及ぼすことを示唆する結果を得ており、今後は、積層欠陥と熱電半導体物性の相関を探る予定である。最終的には、積層欠陥を制御し、熱電交換材料としての最適化を図る方針である。

We successfully control the conditions of thermal CVD method, such as flow rate, substrate temperature, etc. In addition, the conditions can be refined and controlled, and the method for synthesizing samples with different compositions and structures can be established. The temperature dependence of the sample composition, composition and crystal structure on the temperature, conductivity and temperature was determined. Composition and crystal structure (lattice constant number) are different from B_<13>C_2 in composition and quantity. The temperature dependence of electrical conductivity is related to the temperature and composition of the sample, and the temperature and temperature of the sample are related to the behavior of the semiconductor. The conductivity of the metal is comparable to that of the metal. B_<13>C_2 is the most important component of the sample. The conductivity of the sample is determined by the inverse of the product of temperature and temperature. Temperature dependence of the coefficient of The temperature of the water is high, and the temperature of the water is high. The <13>calculation of the electric power factor of the thermoelectric conversion material is carried out. In the future, thermal conductivity measurement and performance index calculation The results of the study on the correlation between the properties of thermoelectric semiconductors and the properties of multilayer defects in the crystals were obtained. The ultimate goal is to optimize thermoelectric exchange materials and control the formation of layers.