単結晶ベータ鉄シリサイドを用いた冷熱ー電気エネルギー変換の研究

单晶β-硅化铁冷热电能转换研究

• 批准号: 18760228
• 负责人: 鵜殿 治彦
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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-18760228/
• 关键词: β-FeSi_2; 半導体鉄シリサイド; 単結晶; 熱電; 冷熱; 熱電能; n型結晶

β-FeSi_2単結晶を利用し、室温付近以下で利用できる熱電変換素子の開発を目的として、H18年度の研究成果をふまえ本年度は(1)β-FeSi_2単結晶中のp,n不純物添加、(2)低温領域での熱電特性評価を主に行った。その結果得られた成果は次の通りである。(1)の不純物の添加については、純度5N相当の高純度鉄が市販されて入手しやすくなったことから、高純度の鉄とシリコンを原料にして高純度のFeSi_2合金を作り、これを基本に不純物添加による電気特性への影響を基本に立ち戻って行った。その結果、これまでp形、n形両方の報告があるホウ素(B)について、溶液法で成長した結晶中では明確にドナー性不純物として働くことを明らかにした。更に、アクセプター性不純物のZnについてもその固溶度と活性化率を実験的に明らかにした。また、n形低抵抗結晶の成長にも取り組み、Coが高い固溶度で取り込まれること、添加量が5wt%程度と高くなると結晶の成長形態が変わってくることを明らかにした。(2)p形、n形共にキャリアを5-10x10^<19>cm^<-3>の高い濃度で得ることが出来るようになったため、こうした結晶を用いて室温-20Kまでの範囲での低温領域の熱電特性を評価した。その結果、p形結晶ではAlを添加することで200Kから100Kの間の熱電出力因子を約1割増加できることが判った。一方、n形結晶ではCo添加することで無添加のものと比べて室温から200Kの間の熱電出力因子が3倍程度改善できた。また、Bを添加した結晶では100K付近で数mV/Kもの高いゼーベック係数を示し、100K付近で10^<-5>W/cmK^2の高い出力因子を持つことが判った。

The use of β-FeSi_2 crystals, the use of the following at room temperature, the use of the results of the study of the year H18, (1) the addition of compounds in the crystals of β-FeSi_2 crystals, and (2) the temperature dependence of the properties of the low-temperature temperature field. The result of the result is that the result is the same as the result. (1) the temperature, temperature, The results show that there is a clear effect on the results, the results and the results. The content of Zn, solid solubility, activity rate, temperature, temperature and temperature. The growth temperature, the growth temperature, the high solid solubility of Co and the addition of 5wt% of high temperature, temperature, temperature and temperature. (2) p-shaped and n-shaped common temperature measurement devices 5-10x10 ^ & lt;19> cm^ & lt;-3> high temperature temperature measurement results show that the temperature range of the temperature range is room temperature-20K temperature and the temperature range is the temperature range of room temperature-20K. The test results and p-shaped results show that the output factor of the temperature between 200K and 100K is about 1 cut and that of the Al is about 1 cut. One-sided, n-shaped crystal Co can improve the temperature by 3 times as much as the temperature between room temperature and 200K. The results show that when the temperature is 100K, the mV/K is close to 10K, and the output factor of 100K is 10 ^ & lt;-5>W/ CMK ^ 2.

项目成果

MBE法による各種面方位状へのβ-FeSi2ホモエピタキシャル成長

MBE法在不同面方向上同质外延生长β-FeSi2

• 发表时间: 2007
• 作者: 桂 誠一郎;大石 潔;大内真二・若谷一平・鵜殿治彦・山田洋一・山本博之・江坂文孝
• 通讯作者: 大内真二・若谷一平・鵜殿治彦・山田洋一・山本博之・江坂文孝