熱電交換材料として有望な正20面体準結晶・近似結晶の陽電子消滅法を用いた評価

使用正电子湮灭法评估作为热电交换材料有前景的二十面体准晶体和近似晶体

• 批准号: 06J01593
• 负责人: 高際 良樹
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J01593/
• 关键词: 熱電変換材料; 正20面体クラスター固体; Al系準結晶・近似結晶; 陽電子消滅法; A1系準結晶・近似結晶; 熱電変換材料; 正20面体クラスター固体; Al系準結晶・近似結晶; 陽電子消滅法; A1系準結晶・近似結晶

本研究課題の主たる目的である、熱電変換材料に有望な「Al系準結晶及び近似結晶の陽電子消滅法を用いた原子空孔及び結合性の評価法の確立」を行う上で、前年度はAl元素からなる正20面体クラスターの中心がRe元素で占有されていて構造型原子空孔のない1/0-Al_<12>Re近似結晶とAl元素からなる正20面体クラスターの中心が空孔の1/1-AlReSi近似結晶に対して陽電子消滅寿命測定を行い、得られた陽電子寿命を純金属・半導体・金属間化合物の陽電子寿命と比較検討した結果、平均価電子濃度が増加するにつれて、空孔のないバルク寿命値及び単原子空孔寿命値ともに減少する傾向を示した。これにより、これまで不明瞭であった準結晶や近似結晶の陽電子寿命の絶対値の違いを議論することが可能になった。本年度は前年度の研究を発展させ、陽電子消滅法を用いた、Al系準結晶及び近似結晶における結合性の評価法の確立を目指し、様々なAl系準結晶・近似結晶の陽電子消滅寿命測定を行い、構造型原子空孔の存在を確かめると同時に、新たに、この構造型原子空孔内の価電子数密度と電気伝導率との相関関係を検討した。その結果、陽電子消滅法を用いることにより、周期性を有さない準結晶における結合性評価の可能性を示す結果が得られた。得られた結果から共有結合性の強いAl-Pd-Mn及びAl-Pd-Re準結晶に着目し、Al-Pd-Re準結晶に関しては、ポーラスな組織を改善することにより、無次元熱電性能指数を0.05から0.15まで約3倍向上させることができた。さらなる熱電性能向上の為のベース合金として、組織改善する必要が無く性能指数の大きかったAl-Pd-Mn準結晶を選定し、クラスター間の結合強度を弱めることをねらい、Al-Ga元素置換により無次元熱電性能指数を0.18から0.26まで約1.4倍向上させることに成功した。

在本研究主题的主要目的中，“使用基于Al基于Al的准晶体和近似晶体的正电子净化方法估算原子空缺和键合的评估方法”，这对于热电转换材料来说是有望1/1 alresi空缺的正电子寿命，其空缺是纯属金属，半导体和金属间化合物的正电子寿命，随着平均价电子浓度的增加，散装寿命没有空置，没有空位空位，没有空位空位。这使得可以讨论准晶体和近似晶体的正电子寿命的绝对值，这先前尚不清楚。 This year, we developed research from the previous year, aiming to establish a method for evaluating the bondability of Al-based quasicrystals and approximate crystals using the positron annihilation method, and conducted positron annihilation lifetimes of various Al-based quasicrystals and approximate crystals, confirming the existence of structural atomic vacancy, and at the same time, we investigated the correlation between the valence electron number density and electrical结构原子空缺内的电导率。结果，使用正电子歼灭方法显示在没有周期性的准晶体中结合特性的可能性。从获得的结果中，我们集中在具有强共价键合的Al-PD-MN和Al-PD-RE准晶体上，并且通过改善多孔结构，无量纲的绩效图像可以从0.05提高3倍至0.15倍。作为用于进一步改善热电性能的基础合金，具有大量功绩的Al-PD-MN准晶体无需改善结构，并且不需要改善结构，我们通过更换AL AL-GA元素成功地提高了无尺寸的无尺寸绩效功能从0.18到0.26。