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J-GLOBAL ID：201502214548826390   整理番号：15A1289387

熱電変換材料の無次元性能指数における理論的最大値の物質依存性

Material Dependence of Maximum Possible Thermoelectric Figures of Merit

著者 (1件)： 桂ゆかり (東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻)
資料名： 日本金属学会誌  (Journal of the Japan Institute of Metals and Materials)
巻： 79  号： 11  ページ： 633-637 (J-STAGE)  発行年： 2015年 
JST資料番号： G0023A  ISSN： 0021-4876  CODEN： NIKGAV  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 熱電変換現象は,まだ眠っている多くの候補物質の存在を期待できる。理論による熱電性能指数ZTの予測法として,第一原理計算から得られた電子構造についてボルツマン輸送方程式を解くと,ゼーベック係数S,電気伝導率σ,電子熱伝導率κが,キャリアドープ量nの関数として計算できる。そこで本研究では,12種類の熱電変換材料に対して数値解析により,状態密度曲線と熱電特性のn依存性を比較した。得られた結果を以下に示す。1)バンドギャップEgが存在し,かつバンド端における急峻な状態密度勾配が重要な化合物において,理論的最大値ZeTが高くなることを見出した。2)3d遷移金属化合物はこのような特徴をもち,高いnまで高いZeTを示すことを見出した。3)ZeTが目標値を超えている材料のみを探索対象とすることで,実験的な新規熱電材料探索をより効率化できる可能性がある。4)電子緩和時間telの温度依存性の評価に成功した。

シソーラス用語： *熱電材料 ,  性能指数 ,  *電気特性 ,  熱電効果 ,  熱伝導率 ,  電気伝導率 ,  輸送係数 ,  計算機シミュレーション ,  第一原理 ,  Boltzmann方程式 ,  数値解析 ,  *電子構造 ,  バンドギャップ ,  状態密度 ,  遷移金属化合物 ,  緩和時間 ,  *材料設計 ,  熱電気変換
準シソーラス用語： Seebeck係数 ,  材料開発 ,  電子緩和時間 ,  熱電性能指数 ,  *熱電特性 ,  熱電変換 ,  熱電変換デバイス ,  熱電変換材料 ,  *輸送方程式

分類 (1件)： 熱電デバイス  (NC03090J)

引用文献 (41件)：

• 1) A. F. Ioffe: Semiconductor Thermoelements and Thermoelectric Cooling, (Infosearch, London, 1957).
• 2) D. M. Rowe (ed.): CRC handbook of thermoelectrics, (CRC Press, 2010).
• 3) M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, X. Sun, Z. Zhang, S. B. Cronin and T. Koga: Phys. Solid State 41(1999) 679–682.
• 4) L. D. Hicks and M. S. Dresselhaus: Phys. Rev. B 47(1993) 12727.
• 5) G. S. Nolas, G. A. Slack and S. B. Schujman: Semicond. Semimet. 69(2000) 255–300.

タイトルに関連する用語 (5件)： 熱電変換材料 ,  性能指数 ,  理論 ,  最大値 ,  物質依存