酸化物粒子添加による熱電材料Zn4Sb3の熱電変換性能向上に関する研究

添加氧化物颗粒提高Zn4Sb3热电材料热电转换性能的研究

• 批准号: 22K04691
• 负责人: 田橋 正浩
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04691/
• 关键词: Zn4Sb3; ホール効果測定; SnO2; WO3; CeO2; 熱電材料; 酸化物

熱電材料Zn4Sb3に酸化物粒子を添加し，その電気特性を評価した。添加した酸化物粒子には，Zn4Sb3より大きな密度を有するSnO2，WO3，CeO2を採用した。これら酸化物を添加した試料に対して，室温におけるホール効果測定を行ったところ，SnO2あるいはWO3を0.3-0.5 wt%添加した試料において導電率と移動度がともに向上する結果を得た。また，これらのエネルギーバンド構造には特徴的な共通点があることを見出した。酸化物の伝導タイプはn型であり，かつ酸化物の伝導帯の下端のエネルギー準位EcはZn4Sb3の価電子帯の上端のエネルギー準位Evより低い状態，すなわち"Broken-gap"と呼ばれる関係にあることがわかった。この関係にある酸化物とZn4Sb3の界面にはホールが蓄積され，2次元ホールガスが形成される。この2次元ホールガス中をホールは高速で移動するため移動度は増大したと考えられる。

Evaluation of the electrical properties of thermoelectric material Zn4Sb3 with the addition of acid particles Add acid particles, Zn4Sb3, SnO2, WO3, CeO2, etc. The conductivity of the sample was determined by adding 0.3-0.5 wt% SnO2 to the sample. The common point of the characteristics of the structure is to see the difference between them. The conductivity of the acid compound is n-type, and the conductivity level of the acid compound is low at the lower end of the conductivity band, and the conductivity level of the acid compound is low at the upper end of the conductivity band. The relationship between acid and Zn4Sb3 interface is reversed and accumulated, and the formation of two-dimensional acid is completed. The second dimension is the high speed of movement.

项目成果

Enhancement of electrical conductivity of Zn₄Sb₃ by addition of ZnO particles

添加ZnO颗粒增强Zn₄Sb₃的电导率

• DOI: 10.1063/5.0132411
• 发表时间: 2023
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: 江藤徹二郎;前田仁;許皛;伊東達矢;貝沼亮介;天児寧;安達義也;鹿又武;Masahiro Tahashi and Hideo Goto
• 通讯作者: Masahiro Tahashi and Hideo Goto