機能結晶学分野・林 慶准教授の成果がプレスリリースされました

デバイス化が容易なハーフメタルの熱電性能を4倍向上
– 点欠陥制御と部分置換で半導体に匹敵する熱電材料に期待 –

【発表のポイント】
・p型ハーフメタルのMn₂VAl中の構成元素間に生じるアンチサイト欠陥の量を、固体粉末生成と結晶合成条件に着目して精密制御する方法を確立しました。

・アンチサイト欠陥量の制御に加えて、構成元素とは異なるSiでAlを部分置換することで、Mn₂VAlの熱電性能を約4倍向上させることに成功しました。
・先行研究のCo₂MnSi（n型）に本成果のMn₂VAl（p型）を組み合わせることで、エネルギーハーベスティング技術の進展が期待できます。

【概要】
熱電材料は、排熱を電気に直接変換できる、環境にやさしいクリーンなエネルギーハーベスティング材料として注目されています。これまで、熱電材料として高性能の半導体が開発されてきましたが、デバイス化の際に金属電極との接合を工夫する必要があります。熱電材料として金属を用いれば、金属電極との接合が容易になると考えられます。東北大学大学院工学研究科 応用物理学専攻の林 慶准教授と宮﨑 讓教授はこれまで、金属のような電気的性質を示すハーフメタルに注目し、n型で半導体に匹敵する熱電性能を得ていました。しかしn型と組み合わせて使うp型の熱電性能がn型に比べて極めて低いことが課題として残っていました。林准教授らの研究グループは、中国・清華大学の李 和章博士（東北大学大学院工学研究科 応用物理学専攻 博士後期課程修了）、李 敬鋒教授と共同研究を行い、ハーフメタルであるマンガン・バナジウム・アルミニウム合金（Mn₂VAl）において、アンチサイト欠陥の精密制御と部分置換の手法を組み合わせて、p型の熱電性能を約4倍向上させることに成功しました。これにより、金属熱電材料を用いたエネルギーハーベスティングの実現が期待されます。本成果は、12月12日材料科学の専門誌Journal of Materiomicsに掲載されました。

【詳細はこちら】

・東北大学 工学研究科・工学部HP：

     https://www.eng.tohoku.ac.jp/news/news1/detail-,-id,2738.html