クラスレート,Ce及びYb化合物における新規熱電変換物質の探索

寻找包合物、Ce和Yb化合物中的新型热电转换材料

• 批准号: 06F06049
• 负责人: 高畠 敏郎
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06049/
• 关键词: 熱電変換; クラスレート化合物; 希土類化合物; 熱伝導率; 単結晶

・Yb_<14>MSb_<11>(M=Mn,Zn)の熱伝導率では格子の寄与が支配的である。M=Znの負の熱電能のピークはYbが価数揺動領域にあることを意味する。・CePd_5A_<12>を初めて合成し,局在4f電子が強い一軸磁気異方性を示す反強磁性体であることを発見した。・Sr_8Ga_<16>Si_<30-x>Ge_xのカゴ体積はGe組成xの増加により3%増える。これに伴う格子熱伝導率の減少とゲストの振動エネルギーの低下とが強く相関することから,低エネルギーの非中心ラットリングが音響フォノンの散乱源であると結論した。・Ba_8Ga_<16>Sn_<30>のα相とβ相の単結晶育成に始めて成功した。β相の14面体中でBaは中心から0.43Åもずれた四つの位置を占める。低温の格子熱伝導率はタイプIクラスレートの中で最も小さい。その原因は,分裂サイト間のBaゲストのラットリング/トンネリングが音響フォノンを激しく散乱するためであると結論した。・超音波実験によって,Ba_8Ga_<16>Sn_<30>(α相),Sr_8Ga_<16>Ge_<30>,Eu_8Ga_<16>Ge_<30>では特定のモードの弾性率,超音波吸収において,数十Kで超音波分散を観測した。Ba_8Ga_<16>Sn_<30>(β相)では,全てのモードの弾性率,横波のモードの超音波吸収で超音波分散を観測した。この分散をラットリングに起因するとしてデバイ型モデルで解析し,それぞれの物質の特性となる緩和時間や励起エネルギーを決定した。・タイプIクラスレートの熱伝導率を統一的に理解するために,14面体中におけるゲストの可動長という量を導入した。既報17種類の化合物の150Kでの格子熱伝導率は,可動長が増大するにつれて直線的に減少することが判明した。この普遍的な関係は,ラットリングが格子熱伝導率を抑制していることを支持している。

· Yb_<14>MSb_<11>(M=Mn,Zn) <s:1> thermal 伝 conductivity で で the grid <s:1> is dominated by が である. M=Zn, <s:1> negative <s:1> thermoelectric energy <e:1> ピ, <s:1> <s:1> <s:1> Ybが価 number oscillation field にある にある とを とを means する. Early · CePd_5A_ < 12 > を め し て synthesis, strong innings in the 4 f electronic が い a axial magnetic 気 square difference を で す in the strong magnetic body あ る こ と を 発 see し た. · Sr_8Ga_<16>Si_<30-x>Ge_x <s:1> カゴ volume カゴ Ge composition x <s:1> increase によ 3% increase える. こ れ に with hot 伝 う grid conductivity の reduce と ゲ ス ト の vibration エ ネ ル ギ ー の low と が strong く phase masato す る こ と か ら, low エ ネ ル ギ ー の noncentral ラ ッ ト リ ン グ が sound フ ォ ノ ン の scattered source で あ る と conclusion し た. · Ba_8Ga_<16>Sn_<30> <s:1> α phase とβ phase 単 crystallization and incubation に was successful めて た た. In the β phase <s:1> 14 hedron, the でBa center ら ら0.43 A ずれた ずれた four <s:1> positions を occupy める. The <s:1> thermal 伝 conductivity of the low-temperature <s:1> lattice is で タ プ プ プI <s:1> ラスレ ト ト ト. Between そ は の reasons, split サ イ ト の Ba ゲ ス ト の ラ ッ ト リ ン グ / ト ン ネ リ ン グ が sound フ ォ ノ ン を excitation し く scattered す る た め で あ る と conclusion し た. , ultrasound be 験 に よ っ て, Ba_8Ga_ < 16 > Sn_ < > 30 (alpha), Sr_8Ga_ < 16 > Ge_ < > 30, Eu_8Ga_ < 16 > Ge_ < > 30 で は specific の モ ー ド の 弾 sex ratio, ultrasound absorption 収 に お い て, dozens of K で ultrasound dispersing を 観 measuring し た. Ba_8Ga_ < 16 > Sn_ < > 30 (beta) で は, full て の モ ー ド の 弾 sex ratio, shear wave の モ ー ド の ultrasound absorption 収 で ultrasound dispersing を 観 measuring し た. こ の scattered を ラ ッ ト リ ン グ に cause す る と し て デ バ イ type モ デ ル で parsing し, そ れ ぞ れ の material の features と な る time や wound up エ ネ ル ギ ー を decided し た. · タ イ プ I ク ラ ス レ ー ト の 伝 heat conductivity を unified に understand す る た め に, 14 sides に お け る ゲ ス ト の moving long と い う quantity を import し た. Both compounds at 17 kinds の の 150 k で 伝 heat conductivity は の grid, movable が raised big す る に つ れ て linear に reduce す る こ と が.at し た. こ の common な masato は, ラ ッ ト リ ン グ が lattice thermal 伝 conductivity を inhibit し て い る こ と を support し て い る.

项目成果

Carrier-tuning of signle-crystalline Ba_8Ga<16>Ge<30>

单晶Ba_8Ga<16>Ge<30>的载流子调谐

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B 383
• 作者: C.Liu;T.Nakajima;T.Sakka;and H.Oheaki;C.Liu and T.Nakajima;M. A. Avila;Y. Takasu;I. Ishii;K. Suekuni;R. A. Ribeiro;Y. Takasu;I.Ishii;Y.Takasu;M.A.Avila;Y.Takasu;M.A.Avila
• 通讯作者: M.A.Avila

Glasslike vs. crystalline thermal conductivity in carrier-tuned Ba_8Ga_<16>X_<30> clathrates (X = Ge, Sn)

载流子调谐 Ba_8Ga_<16>X_<30> 包合物 (X = Ge, Sn) 中的玻璃态与晶体态热导率

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys.Rev.B 74
• 作者: C.Liu;T.Nakajima;T.Sakka;and H.Oheaki;C.Liu and T.Nakajima;M. A. Avila;Y. Takasu;I. Ishii;K. Suekuni;R. A. Ribeiro;Y. Takasu;I.Ishii;Y.Takasu;M.A.Avila
• 通讯作者: M.A.Avila

Ba_8Ga_<16>Sn_<30> with type-I clathrate structure: Dramatic suppression of heat conduction

Ba_8Ga_<16>Sn_<30>具有I型笼形结构：显着抑制热传导

• 发表时间: 2008
• 期刊: Appl. Phys. Lett. 92
• 作者: J.Ju;J.Sasaki;T.Yang;S.Kasamatsu;E.Negishi;G.Li;J.Lin;H.Nojiri;T.Rachi;K.Tanigaki;N.Toyota;M. A. Avila
• 通讯作者: M. A. Avila

Elastic properties of Sr8Ga16Ge30

Sr8Ga16Ge30的弹性性能

• DOI: 10.1016/j.physb.2006.03.077
• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B-condensed Matter
• 影响因子: 2.8
• 作者: Isao Ishii;H. Higaki;S. Morita;M. A. Ávila;Takeaki Sakata;T. Takabatake;Takashi Suzuki
• 通讯作者: Takashi Suzuki

n及びp型β-Ba_8Ga_<16>Sn_<30>クラスレートの結晶構造と熱電物性

n型和p型β-Ba_8Ga_<16>Sn_<30>包合物的晶体结构和热电性能

• 发表时间: 2008
• 作者: Y.Kosaka;H.Nakamura;M.Watanabe;M.Kimoto;末國晃一郎
• 通讯作者: 末國晃一郎