ナノ加工を用いた1次元量子ナノワイヤー熱電変換素子の巨大ゼーベック効果機構解明
【研究キーワード】
ナノワイヤー / １次元量子 / ナノ加工 / 輸送係数測定 / ナノワイヤー熱電変換素子 / 熱電変換 / 物性測定 / 電極 / 量子効果 / 巨大ゼーベック効果 / ゼーベック係数
【研究成果の概要】
大きなアスペクト比を持つ光ファイバー作製技術にヒントを得て、石英ガラステンプレート中に封入された単結晶Bi製ナノワイヤー熱電変換素子の開発を進めている。また本研究グループによって開発されたナノ加工技術にとって、Biナノワイヤー熱電変換素子側面など任意の場所に数~数十nm角の局所ナノ加工電極を取り付けることが可能となり、４端子測定など精密な電気物性測定が可能となった。これを受け、その物性値のワイヤー直径依存性測定ならびにモデル計算より、巨大ゼーベック効果の実証とそのメカニズムを物理的な見地から解明していく。
【研究の社会的意義】
有効質量が小さなBi材料を採用したナノワイヤーでは、ワイヤー直径100nm以下で量子効果の導入が確実視されている。しかし確度の高いゼーベック係数測定のためには、ミリスケール長さを実現する必要があり、巨大ゼーベック効果を実証する1次元量子ナノワイヤー熱電変換素子の作製ならびにその物性測定の困難さに直面している。また量子効果を基にした理論モデル提唱から25年経過した現在、実験的なアプローチから巨大ゼーベック効果実証が学術的に問われている。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 遠藤 彰 | 東京大学 | 物性研究所 | 助教 | (Kakenデータベース) |
| 村田 正行 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | エネルギー・環境領域 | 主任研究員 | (Kakenデータベース) |
| 小峰 啓史 | 茨城大学 | 理工学研究科(工学野) | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)