Novel concept of thermoelectric devices using electric double layer gating.

使用双电层选通的热电器件的新概念。

• 批准号: 20K05342
• 负责人: 藤井 武則
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05342/
• 关键词: 熱電変換; 電気二重層トランジスタ; カーボンナノチューブ; トランスバース型熱電素子; 熱電変換素子; ambipolarトランジスタ; 電気二重層コンデンサ; イオン液体

本研究において作製する熱電素子は、室温以上で、キャリアの制御を行い、室温以下で電解液を固化させることによって素子として動作させる。そのため、ペルチェ素子を用いて室温以上と室温以下の温度を制御するための装置を作製しているが、本年度はPCのCPUを冷やすための水冷システムを使ってペルチェ素子の冷却を行い、装置の改良を行った。これにより、真空中でも効率的に冷却できるようになった。昨年度までに、電解液を用いたambipolarトランジスタを作製し、正と負の熱起電力が観測されたことから、p-n接合が出来ていることを確認したが、本年度は、そのp-n接合のI-V特性を調べたところ、通常のp-n接合と異なり、オーミックなI-V特性が得られた。このことは、カーボンナノチューブ同士の接合抵抗が支配的であると考えられ、研究計画の段階では、「物理的な接合なしにp-n接合が作れるため、接触抵抗をなくすことができる。」と考えたが、ナノチューブ同士の接触抵抗を減らす方が重要であることが分かった。昨年度までに1対のp-n接合を作製することに成功しているが、本年度は、多数のp-n接合を作製することを試みた。しかし、各接合における接触抵抗のためと考えられるが、すべての接合で良好なp-n接合を作製することに至っていない。また、すべてのp-n接合に同じように熱流を流すことも困難であることが分かった。今後の課題として解決する必要がある。

在本研究中制造的热电元素通过在室温或更高的载体控制载体并在室温或更低的情况下固化电解质来作为元素运行。因此，我们使用毛皮元素制造了一种用于控制室温高于室温和室温以下温度的设备，但是今年我们使用水冷却系统冷却PC CPU以冷却Peltier元件并改善了设备。这即使在真空中也可以有效冷却。直到去年，我们使用电解质制造了双极晶体管，并观察到了阳性和阴性热电动力，并确认达到了P-N结。但是，今年，当我们检查P-N结的I-V特性时，我们发现与常规的P-N连接不同，我们发现获得了欧摩I-V特征。这被认为是碳纳米管之间的主要键合性，在研究计划中，我们认为：“因为可以在没有物理粘合的情况下进行p-n连接，因此可以消除接触电阻，但是发现降低纳米尺之间的接触抗性更为重要。到去年，我们已经成功建立了一对P-N连接，但是今年我们试图建立大量的P-N连接。但是，尽管这被认为是由于每个连接的接触电阻造成的，但在所有连接处都没有实现良好的P-N连接。还发现，很难以相同的方式流动热流到所有P-N连接。它需要作为将来的问题解决。

项目成果

Onset Temperatures for the Superconducting Fluctuations in Te-annealed FeTe1-xSex Single Crystals: Evidence for the BCS-BEC Crossover

Te 退火 FeTe1-xSex 单晶中超导涨落的起始温度：BCS-BEC 交叉的证据

• 发表时间: 2022
• 作者: Takao Watanabe;Yu Uezono;Takumi Otsuka;Shotaro Hagisawa;Haruka Taniguchi;Michaki Matsukawa;Takenori Fujii
• 通讯作者: Takenori Fujii

常伝導状態の磁化率から見たFe1+yTe1－xSexの電子相図

从常态磁化率看Fe1+yTe1−xSex的电子相图

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤井武則;上薗優;大塚匠;渡辺孝夫
• 通讯作者: 渡辺孝夫

Demonstration of a thermoelectric device using electric double-layer gating: Simultaneous control of the thermoelectric properties of p-type and n-type carbon nanotubes

• DOI: 10.1063/5.0031247
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: T. Fujii

Revised phase diagram of the high-Tc cuprate superconductor Pb-doped Bi2Sr2CaCu2O8+δ revealed by anisotropic transport measurements

通过各向异性输运测量揭示的高 Tc 铜酸盐超导体 Pb 掺杂 Bi2Sr2CaCu2O8+δ 的修正相图

• DOI: 10.1103/physrevb.105.085131
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Harada Keiichi;Teramoto Yuki;Usui Tomohiro;Itaka Kenji;Fujii Takenori;Noji Takashi;Taniguchi Haruka;Matsukawa Michiaki;Ishikawa Hajime;Kindo Koichi;Dessau Daniel S.;Watanabe Takao
• 通讯作者: Watanabe Takao

Electrical conductivity and magnetoresistance of SWCNT thin films under ionic-liquid gating

离子液体门控下SWCNT薄膜的电导率和磁阻

• 发表时间: 2021
• 作者: *H. Date;T. Fujii;T. Inoue;E. Kauppinen;S. Maruyama;S. Chiashi,
• 通讯作者: S. Chiashi,