遷移金属酸化物におけるＳｅｅｂｅｃｋ係数の多自由度効果

过渡金属氧化物塞贝克系数的多自由度效应

• 批准号: 13J02630
• 负责人: 高橋 英史
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02630/
• 关键词: 強相関電子; ゼーベック効果; 遷移金属酸化物

申請者は、ゼーベック係数に対する強相関電子系の多自由度効果について研究しています。強相関電子系では、局在的な電子が持つスピンや軌道の自由度による高いエントロピー効果のため、熱電変換効率の飛躍的な増大が期待されます。しかし、この効果は、系の状態をほとんど変えず独立にスピン・軌道自由度を変化させることが実験的に困難なため、これまで実証されていません。そこで、スピン・軌道自由度がゼーベック係数に与える効果を証明するため、Sr3.1Y0.9Co4O10+δを用い実験を行いました。この物質は、Co3+のスピン状態が1 GPa以下の比較的低い圧力を加えることで、High-spin状態からLow-spin状態へ変化することが知られており、この変化は、スピン・軌道エントロピーの変化も伴うため、ゼーベック係数に対する自由度の効果を検証することができます。　本研究では具体的に、圧力下での磁化、電気抵抗、ゼーベック係数の及びホール効果の測定装置開発及び測定を行い、物理解明を目指しました。実験は電気抵抗とゼーベック係数の圧力下同時測定に成功し、磁化の圧力効果との比較を行い、ゼーベック係数に対する多自由度効果について検証しました。その結果、圧力を加えるとゼーベック係数が増加するにもかかわらず、電気抵抗が減少するという、一般的な描像では理解できない振る舞いを観測しました。さらに、ゼーベック係数の増加が飽和磁化の減少に比例することを見出しました。これは、CoのSpin状態が圧力を加えることで変化し、それに伴う自由度の変化に起因してゼーベック係数が増大するという理論的モデルで説明できます。以上のことから、ゼーベック係数と電子の持つスピン軌道自由度が密接に関係していることが明らかになり、スピン軌道自由度を用いた熱電材料設計の有効性が直接的に証明されました。

The applicant is interested in studying the effects of multiple degrees of freedom on strongly correlated electron systems. Strong correlation electron systems are expected to increase in the degree of freedom of the electron orbitals and in the thermoelectric conversion efficiency. For example, if you want to change the state of the system, you can change the orbital freedom. Orbital degrees of freedom can be proved by Sr3.1Y0.9Co4O10+δ. The substance is in the state of Co3 + and the state of Co3 + is below 1 GPa. The low pressure force of the comparison is increased. The High-spin state is changed from the low-spin state to the Low-spin state. The effect of the degree of freedom is verified. This study focuses on the development and measurement of magnetization, electrical resistance, temperature coefficient and temperature effect under specific conditions and pressures, and physical analysis. In this paper, the multi-degree-of-freedom effect of electric resistance coefficient and magnetization coefficient under pressure is studied. As a result, the voltage increases, the coefficient increases, the electrical resistance decreases, and the general description decreases. The increase of saturation magnetization coefficient and the decrease of saturation magnetization coefficient are shown in this paper. For example, the Spin state of Co increases the pressure, the degree of freedom increases, and the theoretical degree of freedom increases. This is a direct demonstration of the effectiveness of thermoelectric material design.

项目成果

Origin of the energy gap in the narrow-gap semiconductor FeSb2 revealed by high-pressure magnetotransport measurements

• DOI: 10.1103/physrevb.88.165205
• 发表时间: 2013-10-24
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Takahashi, H.;Okazaki, R.;Yasui, Y.
• 通讯作者: Yasui, Y.

SmSにおける定電場下での電流振動現象

SmS中恒定电场下的电流振荡现象

• 发表时间: 2014
• 作者: Chiaki;Gen; Marassi;Stefania; Nozawa;Takaya; Yoshida;Naoki; Schneider;Raffaella; Omukai;Kazuyuki; Limongi;Marco; Chieffi;Alessandro;高橋 英史
• 通讯作者: 高橋 英史

Electrical oscillation in SmS induced by constant external voltage

恒定外部电压引起的 SmS 电振荡

• DOI: 10.1103/physrevb.89.195103
• 发表时间: 2014
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: H. Takahashi;R. Okazaki;H. Taniguchi;I. Terasaki;M. Saito;K. Imura;K. Deguchi;N. K. Sato
• 通讯作者: N. K. Sato

Fabrication of Π-structured Bi-Te thermoelectric micro-device by electrodeposition

• DOI: 10.1016/j.electacta.2014.12.019
• 发表时间: 2015-01
• 期刊: Electrochimica Acta
• 影响因子: 6.6
• 作者: K. Uda;Yuta Seki;M. Saito;Y. Sonobe;Yu-Chin Hsieh;Hidefumi Takahashi;I. Terasaki;T. Homma

Colossal enhancement of the Seebeck coefficient in FeSb2 driven by nearly ballistic phonons

由近弹道声子驱动的 FeSb2 中塞贝克系数的巨大增强

• 发表时间: 2015
• 作者: Hidefumi Takahashi