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遷移金属カルコゲナイド材料の創製と磁気的・熱電的性質の解明

过渡金属硫系材料的创建及其磁和热电性能的阐明

基本信息

批准号：
16F16706
负责人：
森孝雄
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-07-27 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16706/
关键词：
熱電材料カルコゲナイド磁性材料

项目摘要

本研究では、熱電特性への磁性の影響がどの状況でその影響が現れることを解明するために、様々な磁性を持った鉱物カルコゲナイド材料が研究された。第一段階として、希薄磁性の影響を研究するために、有名な熱電材料のBi2Te3での3d遷移金属のクロミウムドーピングが調査された。結果としては熱電性能指数の磁性に伴う増進が証明された。ドーピングにより、キャリア濃度を一定に保ち、キャリア濃度と磁性による効果が区別できた。低濃度ドーピングの場合だけで磁性の効果が明らかで、熱伝導性の低下に加えて、ZTの３０％の増加が測定された。理論計算と磁性のないガリウムドーピングとの比較を加えて、磁性による大きな有効質量高性能な熱電的性質に寄与していることを決定的に解明できた。第二段階としてスピネルのCuCr2Te4で強磁性の影響が調べられた。SPS（放電プラズマ焼結方法）で銅原子スタッフィングを行い、Cu1+xCr2Te4の熱電的特性が研究された。銅濃度が上がると磁性が弱まり、ZTの増加が測定された。バンドギャップの狭いこの材料の場合は、電荷キャリアと磁気モーメントのカップリングに伴う強磁性がバンドギャップの閉鎖をもたらすと考えられる。結局、強磁性相での熱電特性が金属的になり、ZTが低減する。その一方で、銅スタッフィングにより、テルル化物のスピネルの中で高いZT（0.1）が得られた。一方で、スピネル結晶構造に近いCu4Mn2Te4の熱電的特性が調べられ、Mn原子空孔とIn2Te3とのコンポサイト化によって、高ZT（0.6）が得られた。

本研究では、熱電特性への磁性の影響がどの状況でその影響が現れることを解明するために、様々な磁性を持った鉱物カルコゲナイド材料が研究された。第一段超导体，超导磁性显像管研究超导体，著名的超导材料Bi2Te3超导3d迁移金属超导体，超导体的超导特性。結果としては熱電性能指数の磁性に伴う増進が証明された。ドーピングにより、キャリア濃度を一定に保ち、キャリア濃度と磁性による効果が区別できた。低烈度超导复合材料的磁性能指标明确无误，磁性能指标低于正常，ZT ≤ 30%可发现加速度确定。理論計算と磁性のないガリウムドーピングとの比較を加えて、磁性による大きな有効質量高性能な熱電的性質に寄与していることを決定的に解明できた。第二段非晶态合金CuCr2Te4超导磁致伸缩薄膜。SPS（放热还原碲化方法）对铜原子簇进行了掺杂，Cu1+ xCr2Te 4掺杂的特性研究。在一定程度上消除了磁性弱磁的要求，ZT发现后再加确定。バンドギャップの狭いこの材料の場合は、電荷キャリアと磁気モーメントのカップリングに伴う強磁性がバンドギャップの閉鎖をもたらすと考えられる。局里，磁性相比较磁性金属的征用，ZT低。采购一方，采购一方的采购申请，采购化学品采购申请中的高成本ZT（0.1）获得批准。一方钨，铌酸锂晶体制造的近碲化Cu4Mn2Te4碲的特性碲化物，Mn原子空孔铟In2Te3碲化物的非金属化碲化物，高ZT（0. 6）得碲化物。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Synthesis and characterization of the thermoelectric properties of Gadolinium Copper tellurides GdCuTe2

碲化钆铜GdCuTe2的合成及热电性能表征

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jean-Baptiste Vaney;Emilie Benson;and Takao Mori
通讯作者：
and Takao Mori

Sb Doping of Metallic CuCr2S4 as a Route to Highly Improved Thermoelectric Properties

DOI：
10.1021/acs.chemmater.6b05344
发表时间：
2017-04-11
期刊：
CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子：
8.6
作者：
Khan, Atta Ullah;Al Orabi, Rabih Al Rahal;Mori, Takao
通讯作者：
Mori, Takao

Evaluation of the thermoelectric properties of the rare earth-transition metal chalcogenide system GdCu1+xTe2

稀土-过渡金属硫系化物体系GdCu1 xTe2热电性能评价

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jean-Baptiste Vaney;Emilie Benson;and Takao Mori
通讯作者：
and Takao Mori

Thermoelectric properties of the Cu-excess ferromagnetic spinel Cu1+xCr2Te4

富铜铁磁尖晶石Cu1 xCr2Te4的热电性能

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jean-Baptiste Vaney;Emilie Benson;and Takao Mori;Jean-Baptiste Vaney and Takao Mori;Jean-Baptiste Vaney and Takao Mori;Jean-Baptiste Vaney and Takao Mori
通讯作者：
Jean-Baptiste Vaney and Takao Mori

Transport properties of single-component organic conductors, TED derivatives

单组分有机导体的传输特性、TED 衍生物

DOI：
10.1039/c7me00029d
发表时间：
2017
期刊：
Molecular Systems Design & Engineering
影响因子：
3.6
作者：
Y. KobayashiY. .;J.-B. Vaney;T. Mori;Y. Matsushita;T. Terauchi;Y. Takeda and S. Yagyu
通讯作者：
Y. Takeda and S. Yagyu

DOI：
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