二次元酸化物自然超格子を用いた熱電材料とその熱電特性の調整方法

開放特許情報番号
L2005010855
開放特許情報登録日
2005/11/18
最新更新日
2015/11/9

基本情報

出願番号 特願2004-085615
出願日 2004/3/23
出願人 独立行政法人科学技術振興機構
公開番号 特開2005-276952
公開日 2005/10/6
登録番号 特許第4372587号
特許権者 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 二次元酸化物自然超格子を用いた熱電材料とその製造方法
技術分野 電気・電子
機能 材料・素材の製造
適用製品 二次元酸化物自然超格子を用いた熱電材料
目的 二次元のフェルミ面の形状を制御することを実現し、その結果、熱電性能指数(ZT)が実用的な値の1.0から最大で3.6を示すものが得られ、3を越える超高効率熱電材料を作成できるようにする。
効果 p型及びn型ドーパントの濃度を制御したり、添加する遷移金属元素や希土類金属元素の濃度を制御したりすることにより、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する場合のゼーベック係数や、電気エネルギーを冷却の熱エネルギーに変換する際のペルチエ係数を目的とするデバイスのための条件を満たすように制御する事が可能となり、所望の熱電特性になるように作製できる。
技術概要
デラッフォサイト構造を持つ二次元酸化物自然超格子を用いて、p型アクセプター及び/又はn型ドナーをドープすることによって半導体領域から金属領域へ転移した二次元のフェルミ面の形状を有する熱電材料である。図1に示すアクセプターの形成エネルギーとアクセプター準位の関係のように、それぞれ、価電子帯のトップから85meV、200meV、960meVのアクセプター準位が形成され、p型となる。これらのキャリアは、O−Cu−O層から構成されるバンド幅4eVの価電子帯のトップにドープされ、それらのp型アクセプターの濃度を変えることにより、半導体領域から不純物伝導を経由し、さらに半導体・金属転移を経て小さなフェルミ面を持つ金属が形成される。これらの物質は、図2に示すように、アクセプター濃度が1at%程度のところで、フェルミ面における二つのホールポケットがつながり、大きな状態密度が得られる。これによって約200KでZTが約1.0、300K〜500KでのZT(最大値)が約3.6という大きな熱電特性が得られる。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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