高性能熱電変換材料の開発

高性能热电转换材料的开发

• 批准号: 03J11687
• 负责人: 岡本 佳比古
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11687/
• 关键词: 熱電変換材料; 遷移金属酸化物; 強相関電子系; 二次元電子系; 低次元電子系

強相関電子系の遷移金属酸化物において新しい熱電材料の開発を行った。主にSr_<1-x>Rh_2O_4、Na_4Ir_3O_8を対象とし、電子物性を明らかにした。昨年度までに、バンド絶縁体であると報告されていた層状Rh酸化物SrRh_2O_4に対して、Sr欠損の導入により広い範囲(Sr_<1-x>Rh_2O_4,0.1【less than or equal】x【less than or equal】0.22)でホールドープすることに初めて成功した。その結果、x〜0.2においてバンド絶縁体から強相関金属に転移させ、強相関金属相において高い熱電特性が得られることを発見した。本年度、この高い熱電特性が、ドープされたホールのもつスピン・軌道の自由度によりもたらされていることを明らかにし、新しい熱電材料Sr_<1-x>Rh_2O_4に関する一連の成果をまとめた論文をJournal of the Physical Society of Japanに発表した。また、新しい熱電材料の候補となる遷移金属酸化物の新物質開発を行い、ハイパーカゴメ格子をもつNa_4Ir_3O_8を開発した。Na_4Ir_3O_8は単相で得られない準安定相であるという報告がなされており、結晶構造・電子物性共に不明であったが、Na_4Ir_3O_8単相試料の合成に初めて成功し、これらを明らかにした。その結果、Na_4Ir_3O_8は、遷移金属酸化物では初のハイパーカゴメスピン系をもつMott絶縁体であり、スピンS=1/2の液体状態という特異な基底状態をもつことを発見した。さらにこのような特異な基底状態をもつNa_4Ir_3O_8に対してソフト化学の手法によりフィリング制御を行い、Mott絶縁体から金属状態に転移させることに成功した。この絶縁体金属転移の過程で、高い熱電特性が得られると期待される。この成果について、国内学会で2件発表を行った。

Development of new thermoelectric materials in the transfer of strongly correlated electron systems Sr_2O_4 <1-x>and Na_4Ir_3O_8 are the main components of Sr_2O_4 and Na_4Ir_3O_8. Last year, we reported that the introduction of SrRh_2O_4, a layered Rh acid compound, into SrRh_2O_4 (Sr_<1-x>Rh_2O_4,0.1 [less than or equal] x [less than or equal] 0.22) was successful. As a result, x ~ 0.2 is the most important factor in the thermoelectric properties of strongly correlated metals. This year, a series of achievements related to Sr_ Rh_2O_4, a new thermoelectric <1-x>material, have been published in the Journal of the Physical Society of Japan. The development of new materials for thermoelectric materials, such as mobile metal oxides, Na_4Ir_3O_8, is in progress. The synthesis of Na_4Ir_3O_8 single-phase samples was initially successful, and the results showed that the synthesis of Na_4Ir_3O_8 single-phase samples was successful. As a result, Na_4Ir_3O_8-N, N, In this paper, we discuss the special substrate state, Na_4Ir_3O_8, chemical method, Mott insulation and metal state. The process of dielectric metal transition and high thermoelectric properties are expected. The results of this research, the domestic society and 2 pieces of development table.