クラスレート化合物のクラスター欠陥構造と熱電特性に関する研究

笼形化合物团簇缺陷结构及热电性能研究

• 批准号: 06J08597
• 负责人: 岡本 範彦
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka 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 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J08597/
• 关键词: クラスレート化合物; 熱電変換材料; 水素吸蔵材料; ラトリング運動; 格子熱伝導率; 粉末X線回折; 走査型透過電子顕微鏡法; 内包原子

(1)Type-Iクラスレート化合物Ba_8Ga_<16>Ge_<30>中のGaをInにより置換し,熱電変換特性を温度およびIn添加量の関数として測定した結果,6In添加材において無添加材の無次元熱電性能指数(ZT=0.49)の倍以上のZT=1.03という高い値を得た.構造解析を行った結果,この熱電変換特性の向上は,In添加による結晶格子中の3次元ケージ構造の変化と,In原子のケージサイトの占有挙動により説明することができた.(2)新規に合成した水素吸蔵Na-Si系およびK-Si系クラスレート化合物の構造解析を行い,水素吸蔵特性を決める因子である内包Na(K)原子サイトの占有率を,走査型透過電子顕微鏡(STEM)像強度から決定した.(3)赤外線検出器として利用されるII-VI半導体の人工超格子(HgTe/CdTe)をSTEMおよび電子エネルギー損失分光法を用いて解析することにより,新種の欠陥を発見した.その欠陥は,超格子成長時に格子ミスマッチにより導入されたフランク転位ループが上昇運動した後に残ったものと考えられ,原子拡散理論に基づいた欠陥生成メカニズムを提案した.(4)低ドースSTEM-HAADF(High Angle Annular Dark-Field)法によるサブナノメートルサイズの触媒クラスターの精密なサイズ分布測定法の開発を行った.低ドース電子線を用いることによりナノクラスターの振動を抑制する一方で,人工的な「ぼかし」を施してノイズを平坦化し,その他のあらゆる実験的な「ぼけ」の伝播を考慮することでクラスターのサイズ情報を得るという方法を考案した.この新規の方法を用いて,シグナル・ノイズ比の小さい低ドースSTEM-HAADF像から,Os_3(CO)_<12>(最大径:0.3nm)などの極めて小さなクラスターのサイズを正確に測定できることを実証した.

(1) Type-I transition compounds Ba_8Ga_<16>Ge_<30>Ga_In_Ga_Ga_In_Ga_Ga_Ge_Ga_Ge_Ga_Ga Structure analysis results, the thermoelectric conversion characteristics of the upward, In addition to the crystal lattice of the three-dimensional structure of the transformation, In the atomic structure of the occupation of the movement, Description of the (2)The structure analysis of Na-Si-based and K-Si-based compounds was carried out, and the absorption characteristics of Na-Si-based and K-Si-based compounds were determined by the absorption factor, including the occupation of Na(K) atoms, and the intensity of STEM images. (3)Infrared detectors are used to analyze II-VI semiconductors using artificial superlattices (HgTe/CdTe), STEM and electron loss spectroscopy. When the lattice grows, the lattice is introduced into the lattice. (4)Development of the High Angle Annular Dark-Field (HAADF) Method for the Determination of the Precision Distribution of Catalysts in the Presence of Low Angle Steres. The vibration suppression of low voltage electronic wires is one of the ways to flatten the artificial vibration, and the other is to consider the transmission of information. The new method is applied to the determination of Os_3 (CO)_<12>(max. diameter:0.3nm) in STEM-HAADF image.

项目成果

Splitting of guest atom sites and lattice thermal conductivity of type-I and type-III clathrate compounds in the Ba-Ga-Ge system

• DOI: 10.1016/j.actamat.2006.08.020
• 发表时间: 2006-12-01
• 期刊: ACTA MATERIALIA
• 影响因子: 9.4
• 作者: Okamoto, Norihiko L.;Kim, Jung-Hwan;Inui, Haruyuki
• 通讯作者: Inui, Haruyuki

Determination of Nanocluster Sizes from Dark-Field Scanning Transmission Electron Microscopy Images

• DOI: 10.1021/jp710959x
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: N. Okamoto;B. Reed;S. Mehraeen;Apoorva Kulkarni;D. G. Morgan;B. Gates;N. Browning

Determination of Nallocluster Size Distributions From HAADF-STEM images

从 HAADF-STEM 图像确定微簇尺寸分布

• 发表时间: 2007
• 作者: Norihiko L.Okamoto;Jung-Hwan Kim;Katsushi Tanaka;Haruyuki Inui;Susan M. Kauzlarich;N. L. Okamoto;N. L. Okamoto;S. Mehraeen;N. L. Okamoto;N. L. Okamoto
• 通讯作者: N. L. Okamoto

Hydrogen Encapsulation in a Silicon Clathrate Type-I Structure: Na_<5.5>(H<2.15>)_2Si<46>:Synthesis and Charactehzation

硅包合物 I 型结构中的氢封装：Na_<5.5>(H<2.15>)_2Si<46>：合成与表征

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of the American Chemical Society 129
• 作者: Kiyomi Ikeda;Takayuki Myo;Satoru Sugimoto;Kiyoshi Kato;Hiroshi Toki;明孝之;明孝之;明孝之;明孝之;明孝之;Norihiko L. Okamoto;Norihiko L. Okamoto;Jung-Hwan Kim;Doinita Neiner
• 通讯作者: Doinita Neiner

Ba-Ga-Ge系クラスレート化合物における内包原子の原子変位パラメータと格子熱伝導率

Ba-Ga-Ge基笼形化合物中夹杂原子的原子位移参数和晶格热导率

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本金属学会誌「まてりあ」 46
• 作者: Kiyomi Ikeda;Takayuki Myo;Satoru Sugimoto;Kiyoshi Kato;Hiroshi Toki;明孝之;明孝之;明孝之;明孝之;明孝之;Norihiko L. Okamoto;Norihiko L. Okamoto;Jung-Hwan Kim;Doinita Neiner;Jung-Hwan Kim;Kyosuke Kishida;Sailendra Nemana;岡本 範彦
• 通讯作者: 岡本 範彦