新規Ａｌ系熱電材料の創製および熱電特性の評価

新型铝基热电材料的研制及热电性能评价

• 批准号: 15J00190
• 负责人: 熊谷 将也
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00190/
• 关键词: Aluminium; Pseudogap; Metastable phase; Thermoelectric; Novel material; Thermal conductivity; Semiconductor; Seebeck coefficient; Unstable phase

近年，既存高性能熱電材料は毒性を含むものが多く，商業利用など応用を考慮した場合に大きな障壁となるため，無毒で高い変換効率を有する材料（現在ではSi系熱電材料が主流）の研究が注目されている。その一方で，Si以外の無害な材料系，特にAl系熱電材料はほとんど存在しない。そこで本研究では，新たなAl系熱電材料を提案し，それら材料の作製手法の確立および各種熱電特性の評価を行うことを目的としている。平成28年度の研究実施計画はFeAl2の作製であったが、研究の進展により新規半導体材料Al5Co2の作製および材料データベースの開発を行なった。Al5Co2はこれまで熱電特性のの報告がされていながったが、高い出力因子および低い格子熱伝導率を有することを明らかにし、新規熱電変換材料としての可能性を示すことに成功した。さらに今年度は、新規熱電材料の探索を目的とした実験的物性値データベースの作成を行った。これまでにも、Materials Project（https://www.materialsproject.org/）やTE Design Lab（http://tedesignlab.org/）など第一原理計算の結果を中心に蓄積したデータベースは幾つか存在している。ところが、実験値を蓄積したデータベースはほとんど存在しない。そこで本研究では、論文に記載されている実験値のグラフからデータを抽出し、蓄積する材料データベースを作成した。現在、実験値を抽出、蓄積するシステムは実装されており、100を超えるデータが集まってきている。今後集まったデータの解析は必要であるが、新規材料探索に貢献しうるシステムの開発に成功した。

in recent year, there have been many existing thermoelectric material with high performance, including toxicity, and research on materials with large barrier, non-toxic, and high conversion efficiency (now Si-based thermoelectric material are that mainstream) has attracted much attention. In addition, there are no harmful material systems other than Si, especially Al thermoelectric materials. In this study, new proposals for Al-based thermoelectric materials were proposed, and the preparation methods of the materials were established. The research implementation plan for the 28th year of Heisei is to develop the production and research progress of FeAl2 and the new semiconductor material Al5Co2. Al5Co2 thermoelectric properties are reported to have a high output factor and a low lattice thermal conductivity. This year, new thermoelectric materials are being explored for the purpose of creating new thermoelectric properties. Materials Project (https://www.materialsproject.org/), TE Design Lab (http://tedesignlab.org/), and the results of first-principle calculations are centrally accumulated.ところが、実験値を蓄积したデータベースはほとんど存在しない。This paper describes how to extract and accumulate materials from a variety of materials. Now, if you want to extract and accumulate, you can set up a collection of 100 items. In the future, it is necessary to analyze and contribute to the development of new materials.

项目成果

新規擬ギャップ系材料Al5Co2の創製および熱電特性の評価

新型赝能隙材料Al5Co2的制备及热电性能评价

• 发表时间: 2016
• 作者: Masaya Kumagai1;Ken Kurosaki;Yuji Ohishi;Hiroaki Muta;Shinsuke Yamanaka;Masaya Kumagai;熊谷 将也，黒崎 健，大石 佑治，牟田 弘明，山中 伸介
• 通讯作者: 熊谷 将也，黒崎 健，大石 佑治，牟田 弘明，山中 伸介

Electronic structure and thermoelectric properties of pseudogap intermetallic compound Al5Co2

赝能隙金属间化合物Al5Co2的电子结构与热电性能

• 发表时间: 2017
• 作者: Masaya Kumagai1;Ken Kurosaki;Yuji Ohishi;Hiroaki Muta;Shinsuke Yamanaka;Masaya Kumagai
• 通讯作者: Masaya Kumagai

Al-based compounds as low-toxicity thermoelectric materials

作为低毒热电材料的铝基化合物

• 发表时间: 2016
• 作者: Masaya Kumagai1;Ken Kurosaki;Yuji Ohishi;Hiroaki Muta;Shinsuke Yamanaka;Masaya Kumagai;熊谷 将也，黒崎 健，大石 佑治，牟田 弘明，山中 伸介;Masaya Kumagai
• 通讯作者: Masaya Kumagai

Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Pseudogap Intermetallic Compound Al₅Co₂

赝能隙金属间化合物Al₅Co₂的电子结构与热电性能

• DOI: 10.2320/jinstmet.j2016053
• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of the Japan Institute of Metals and Materials
• 影响因子: 0.5
• 作者: 熊谷 将也;黒崎 健;大石佑治;牟田 浩明;山中 伸介
• 通讯作者: 山中 伸介

Electronic structure and thermoelectric properties of the novel pseudogap system Al3V

新型赝能隙体系Al3V的电子结构和热电性能

• 发表时间: 2015
• 作者: Masaya Kumagai1;Ken Kurosaki;Yuji Ohishi;Hiroaki Muta;Shinsuke Yamanaka;Masaya Kumagai;熊谷 将也，黒崎 健，大石 佑治，牟田 弘明，山中 伸介;Masaya Kumagai;熊谷将也;Masaya Kumagai;Masaya Kumagai
• 通讯作者: Masaya Kumagai