新規Ａｌ系熱電材料の創製および熱電特性の評価

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。

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。