Development of two-dimensional scanning Seebeck micro-probe measurement system

熱電材料における最も重要な物理量のひとつであるゼーベック係数の空間分布を測定するために、微小ゼーベックプローブを用いた走査型二次元ゼーベック係数評価装置の開発を行った。10 μm の最小空間分解能を実現し、同時に測定プログラムも開発し測定の全自動化とゼーベック係数の空間分布の可視化を可能にした。この装置を用いて亜鉛-アンチモン系熱電材料の測定を行った結果、ゼーベック係数に空間分布が存在し、この分布は、結晶粒分布、つまり異方性を反映することを明らかにした。またビスマスーテルル系材料では、過剰テルル添加に伴い同一インゴット内でp 型からn 型への極性反転する様子を詳細に測定することに成功した。これらの結果は、この測定法が熱電材料の局所物性評価に有用であるだけではなく、従来のバルク測定では不可能な局所的な極微小な電子状態の変化をゼーベック係数の変化として検出する方法として様々な材料系への適用が期待できる。

熱電材料における最も重要な物理量のひとつであるゼーベック係数の空間分布を測定するために、微小ゼーベックプローブを用いた走査型二次元ゼーベック係数評価装置の開発を行った。10 μm の最小空間分解能を実現し、同時に測定プログラムも開発し測定の全自動化とゼーベック係数の空間分布の可視化を可能にした。この装置を用いて亜鉛-アンチモン系熱電材料の測定を行った結果、ゼーベック係数に空間分布が存在し、この分布は、結晶粒分布、つまり異方性を反映することを明らかにした。またビスマスーテルル系材料では、過剰テルル添加に伴い同一インゴット内でp 型からn 型への極性反転する様子を詳細に測定することに成功した。これらの結果は、この測定法が熱電材料の局所物性評価に有用であるだけではなく、従来のバルク測定では不可能な局所的な極微小な電子状態の変化をゼーベック係数の変化として検出する方法として様々な材料系への適用が期待できる。