インターグロウス構造をもつ化合物の可能性-物性に対する「ブロック組換え」の効用と限界を探る-

具有共生结构的化合物的可能性 - 探索“嵌段重组”对物理性质的有效性和限制 -

• 批准号: 13875132
• 负责人: 山口 正治
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13875132/
• 关键词: 変調構造; 熱電変換材料; 電気伝導率; 熱伝導率; ReSi_2; Zn_4Sb_3

類似の構造をもつ2種類以上の物質が、周期的に積層してできる変調構造を有する物質の物性と構造上の特徴との相関に関する知見を蓄積することが本研究の目的である。このような変調構造を持つ物質が多数知られているが、まずReSi_2とβZn4Sb_3を取り上げた。これらは、優れた熱電特性を示し熱電変換材料として注目される物質である。我々のグループの研究によれば、ReSi_2単相はReSi_<1.75>組成で得られ、基本構造はC11_b型であるが、欠損Siが空格子点となり空孔規則相(Re原子16、Si原子28を含む大きな単位胞の単斜晶の構造)が形成される。この構造故に、僅かな組成変調あるいは面欠陥の存在によって微視的構造変調が生ずる。Si空孔の規則配列に伴う異方性によってゼーベック係数に異方性が生ずるため、熱電特性には異方性があり、C11_b構造の[001]方向を長軸とする結晶の熱電特性がよいことが明らかになっている。現在、添加元素を選択し、変調構造を制御することによって更なる熱電特性の向上を目指している。Zn4Sb_3系化合物の微視的構造の観察にはまだ成功していないが、多少固溶域があるZn_4Sb_3相の場合、格子上のZn/Sb混合サイトのSb/Zn占有率比が微視的に変調している可能性がある。たとえば、何らかの理由によりZn欠損があれば、占有率比が1に対応するZn_6Sb_5を含む…Zn_4Sb_3/Zn_6Sb_5/Zn_4Sb_3…のような組成/構造変調が生じてもおかしくない。引き続きこのような変調構造の直接観察を試みている。物性測定はバルク材と薄膜試料を用いて行っているが、薄膜試料とバルク試料の電気伝導率はほとんど同じであるが、薄膜試料の熱伝導率はバルク材のそれよりかなり小さいことが明らかになっている。現在、このような物性と構造の関係を引き続き研究中である。

Similar の tectonic を も つ の for more than 2 kinds material が, periodic に horizon し て で き る - adjustable structure を have す の る material property と の in its construction, 徴 と の phase masato に masato す る knowledge accumulation す を る こ と が の purpose this study で あ る. こ の よ う な - adjustable structure を hold つ material が most know ら れ て い る が, ま ず ReSi_2 と beta Zn4Sb_3 を take on り げ た. <s:1> れら, excellent れた thermoelectric properties を indicate that the materials for the transformation of electric current と て て are of interest in される substances である. I 々 の グ ル ー プ の research に よ れ ば, ReSi_2 単 phase は ReSi_ of < 1.75 > で have ら れ, basic structure は C11_b type で あ る が, owe damage Si が space contact と な り empty hole rules (28 を Re 16, Si atoms contain large む き な 単 a cell の 単 の crystal structures) が form さ れ る. The <s:1> <s:1> structure is thus に, only the な composition of the variation is ある, the な is lacking in 陥, and the によって microscopic structure variation exists が to ずる. Si の rules with empty hole column に with う square difference に よ っ て ゼ ー ベ ッ ク coefficient に square difference が raw ず る た め, thermoelectric properties に は square difference が あ り, C11_b structure の [001] direction を long axis と す る crystallization の thermoelectric properties が よ い こ と が Ming ら か に な っ て い る. Now, add elements を sentaku し, - structure を suppression す る こ と に よ っ て more な る thermoelectric properties の upward を refers し て い る. Zn4Sb_3 is the structure of the compound の micro visual の 観 examine に は ま だ successful し て い な い が, how many solid solution domain が あ る の Zn_4Sb_3 phase on occasion, grid の zinc/Sb mixed サ イ ト の Sb/zinc share than が micro visual に - adjustable し て い る possibility が あ る. た と え ば, ら か の reason に よ り zinc owe loss が あ れ ば, 1 share than が に 応 seaborne す る Zn_6Sb_5 を containing む... Zn_4Sb_3/Zn_6Sb_5/Zn_4Sb_3… Youdaoplaceholder0 composition/structure change が student じて お お お くな くな くな. To directly observe the を test みて る る る る, the structure of the 続 change should be directly 観. Physical properties determination は バ ル ク material と film sample を with い て line っ て い る が, film sample と バ ル ク sample の electric 気 伝 conductivity は ほ と ん ど with じ で あ る が, film sample の 伝 heat conductivity は バ ル ク material の そ れ よ り か な り small さ い こ と が Ming ら か に な っ て い る. Now, the relationship between the <s:1> ような ような physical property と structure <e:1> is を cited in the research of <s:1> 続 である.

项目成果

L.T.Zhang: "Bulk and film properties of thermoelectric materials in the Zn-Sb system"Intermetallics. (to be published).

张L.T.Zhang：“Zn-Sb体系中热电材料的体和膜特性”金属间化合物。

Kousuke Kuwabara: "Microstructure and electrical properties of thin films of ReSi_<1.75> produced by co-sputterin"Intermetallics. 10. 129-138 (2002)

Kousuke Kuwabara：“共溅射制备的 ReSi_<1.75> 薄膜的微观结构和电性能”金属间化合物。

Kousuke Kuwabara: "Crystal structure and some physical properties of defect disilicide formed with Re"The 4th Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materials and Processing (PRICM4), 2001, JIM. 967-970 (2001)

Kousuke Kuwabara：“Re 形成的缺陷二硅化物的晶体结构和一些物理性质”第四届环太平洋国际会议。