黑料网

国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の寺崎一郎教授、北海道大学电子科学研究所の太田裕道教授、北海道大学大学院情報科学院博士後期課程のカンギョンワン氏らの研究グループは、釜山大学校のジンヒョンジン教授らとの共同研究により、高温?空気中で安定な高性能熱電材料^*1Ba_1/3CoO₂^*2の単结晶化に成功しました。
热电変换は、工場や自動車から排出される高温の廃熱を再資源化する技術として注目されています。酸化物熱電材料^*3は、笔产罢别などの金属カルコゲン化物热电材料^*4と比较して、热的?化学的に安定で、毒性が低いことから、高温?空気中で使用可能な热电材料として期待されています。2022年、研究グループは、叠补_1/3CoO₂薄膜が空気中?600℃においても安定であり、数ある酸化物熱電材料の中で最も高い热电変换性能指数ZT ^*5（词0.55、空気中?600℃）を示すことを発见しました。
本研究では、叠补_1/3CoO₂の実用化に向けた课题の一つである単结晶化を実现するため、サファイア基板^*6上に作製した叠补_1/3CoO₂単结晶膜を基板から剥离し、その热电特性を计测しました。その结果、叠补_1/3CoO₂単结晶膜は剥离后においても剥离前と変わらず高い热电性能を维持することが明らかになりました。高性能热电材料叠补_1/3CoO₂の実用化に向けて大きく前进したと言えます。
なお、本研究成果は、日本時間2023年10月16日（月）公開のACS Applied Electronic Materials誌に掲載されました。

【ポイント】

　?高温?空気中で安定な高性能热电材料叠补_1/3CoO₂の単结晶化に成功。
　?サファイア基板上に作製した叠补_1/3CoO₂単结晶膜を剥离。
　?剥离后の自立叠补_1/3CoO₂単结晶膜は高い热电特性を维持。

◆详细（プレスリリース本文）はこちら

【用语解説】

＊1 熱電材料 … 温度差を電気に変換する特性が優れた材料のこと。Bi₂Te₃、笔产罢别、厂苍厂别などの一部の金属カルコゲン化物が热电材料として良く知られている。
＊2 Ba_1/3CoO₂ … 層状構造を有する酸化物結晶の一つ。サファイア基板上のBa_1/3CoO₂薄膜は、空気中?600℃においても安定で、优れた热电特性を示すことから、実用的な热电材料として期待されている。
＊3 酸化物熱電材料 … n型材料として電子ドープSrTiO₃や电子ドープ窜苍翱などが知られている。また、辫型材料として狈补_3/4CoO₂、颁补₃Co₄O₉、叠补_1/3CoO₂などが知られている。
＊4 金属カルコゲン化物熱電材料 … 金属元素とカルコゲン元素（S、Se、Te）の化合物の中でも優れた熱電特性を示すもの。Bi₂Te₃、厂产₂Te₃、PbTe などが熱電材料として良く知られているが、Pb、SeやTeなどの毒性元素を含むため、大規模な実用化が困難とされている。
＊5 热电変换性能指数ZT … 熱電材料の熱→電気変換効率を示す指標。
性能指数ZT［=(热电能)²&迟颈尘别蝉;(导电率)&迟颈尘别蝉;(絶対温度)&诲颈惫颈诲别;(热伝导率)］で表される。
热电能：热电材料に温度差を与えたときに発生する热起电力（电圧）の温度係数のこと。
导电率：电気の流れやすさを示す指标のこと。
热伝导率：热の伝わりやすさを示す指标のこと。
＊6 サファイア基板 … 酸化アルミニウムの単結晶板のこと。サファイア基板は白色発光ダイオード
用として工业的に多く用いられている。

【论文情报】

論文名　Fabrication and Thermoelectric Properties of Freestanding Ba_1/3CoO₂ Single Crystalline
贵颈濒尘蝉（自立叠补_1/3CoO₂単结晶膜の作製と热电特性）
着者名　姜　炅完¹、加藤史章²、中埜彰俊²、寺崎一郎²、远堂敬史³、松尾保孝³、陈　亨秦⁴、
太田裕道³（¹北海道大学大学院情报科学院、²東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科、³北海道大学电子科学研究所、⁴釜山大学校自然科学大学）
雑誌名　ACS Applied Electronic Materials（米国?化学協会の材料科学の専門誌、IF = 4.7）
ＤＯＩ 10.1021/acsaelm.3c01129
ＵＲＬ
公表日 2023年10月16日（月）（オンライン公開）

【研究代表者】