ナノ構造制御技術を用いた複合材料化による新規磁気熱電変換性能向上手法の確立

利用纳米结构控制技术制备复合材料，建立提高磁热电转换性能的新方法

• 批准号: 22K14195
• 负责人: 三浦 飛鳥
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14195/
• 关键词: 熱電変換; 強磁性体; 異常ネルンスト効果; 熱工学; 複合材料

スピン駆動型熱電変換現象である異常ネルンスト効果の出力向上に向けた研究を推進した。異常ネルンスト効果効果とは、強磁性金属において磁化および温度勾配に直交した方向に熱起電力が生じる現象である。本研究では特に、異常ネルンスト効果に大きく寄与している横熱電係数のハイスループットな評価に向け簡便で汎用性の高い測定手法を開発した。従来では材料の横熱電係数を得るためには多くの計測技術・装置が必要であり高精度・ハイスループットな評価が困難であった。一方で本研究では、強磁性金属と非磁性金属で閉回路を構成した系で高精度に横熱電係数を直接計測できることを実験的および理論的に示した。加えて、横熱電係数の温度依存性の計測および提案した評価手法の適用範囲について議論した。横熱電係数は材料の持つフェルミ準位付近の電子バンド構造に大きく影響を受けるため、横熱電係数計測は磁性材料のトポロジカル物性評価に対して有用であり、本研究で提案する手法が新規トポロジカル材料や横熱電変換材料の開発に大きく貢献すると期待できる。加えて、広い温度範囲での熱電変換材料の熱物性測定系の構築および磁性熱電変換材料の複合材料化に取り組んだ。特に、簡易な塗布プロセスで合成可能であるため注目されているハロゲン化ペロブスカイト薄膜に対して構築した熱物性測定系を用いて熱伝導率評価を行った。また、自身の研究のみならず、大学内外の研究者との共同研究にも大きく貢献し、当初の想定を超えた相乗効果も得られた。

我们推动了旨在提高反常能斯特效应输出的研究，这是一种自旋驱动的热电转换现象。反常能斯特效应是铁磁金属中在垂直于磁化强度和温度梯度的方向上产生热电动势的现象。特别是在这项研究中，我们开发了一种简单且高度通用的测量方法，用于高通量评估横向热电系数，这对反常能斯特效应有很大贡献。传统上，获得材料的横向热电系数需要许多测量技术和设备，使得高精度、高通量的评估变得困难。另一方面，在本研究中，我们通过实验和理论证明，可以在由铁磁性和非磁性金属组成的闭合电路中直接高精度测量横向热电系数。此外，我们讨论了横向热电系数的温度依赖性的测量以及所提出的评估方法的适用性。由于横向热电系数受材料费米能级附近电子能带结构的影响较大，横向热电系数测量有助于评估磁性材料的拓扑性质，本研究提出的方法有助于评估磁性材料的拓扑性质预计该材料将对横向热电转换材料的发展做出巨大贡献。此外，我们还致力于构建在宽温度范围内测量热电转换材料的热物理性质的系统，并开发磁性热电转换材料的复合材料。特别是，我们使用构建的热物理性质测量系统，评估了卤化钙钛矿薄膜的热导率，该薄膜由于可以通过简单的涂层工艺合成而备受关注。除了自己的研究之外，他还与校内外研究人员的联合研究做出了重大贡献，产生的协同效应超出了他最初的预期。

项目成果

第一原理計算を用いたTiC/TiN超格子の光学特性計算

使用第一性原理计算 TiC/TiN 超晶格的光学性质

• 发表时间: 2022
• 作者: 長野 利春;早川 翔大;三浦 飛鳥;渡邊 厚介;矢吹 智英;河野 翔也;中村 和磨;宮崎 康次
• 通讯作者: 宮崎 康次

Development of Printing Films Composed of Rare Earch Free n-type CoSb3 with Polyimide

稀有n型CoSb3与聚酰亚胺复合印刷薄膜的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Susukida;K. Watanabe;A. Miura;K. K. Raut;C. Bourges;T. Mori;K. Miyazaki
• 通讯作者: K. Miyazaki

金属イオンをドープしたハロゲン化ペロブスカイト塗布膜の熱電特性

金属离子掺杂卤化钙钛矿涂层的热电性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 安保 佑一;河津 光紀;Mustafa Anjum;三浦 飛鳥;渡邊 厚介;宮崎 康次
• 通讯作者: 宮崎 康次

炭窒化チタンサーメットの太陽光吸収材への応用

碳氮化钛金属陶瓷在太阳能吸热材料中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 長野 利春;早川 翔大;三浦 飛鳥;渡邊 厚介;矢吹 智英;河野 翔也;中村 和磨;宮崎 康次
• 通讯作者: 宮崎 康次

3ω法によるCs2SnI6薄膜の熱伝導率測定

3ω法测量Cs2SnI6薄膜的热导率

• 发表时间: 2023
• 作者: Hirahara Hironobu;Motomura Fumitaka;Liu Yufei;Kondou Chieko;榊叶大,安保佑一,三浦飛鳥,渡邊厚介,矢吹智英,宮崎康次
• 通讯作者: 榊叶大,安保佑一,三浦飛鳥,渡邊厚介,矢吹智英,宮崎康次