13族-遷移金属間化合物の熱電材料としての応用

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構造制御および電子状態制御に基づく新物質の開発 小さい HOMO-LUMO ギャップ 分子が自己集積すると同時にキャリアーが発生 強い三次元性 高い相転移温度 多フロンティアー  -d 系 M(tmdt) 2 M= Ni, Au, Cu, Pd, Pt pd  (-) asym-L  (d) sym-L.
物性工学概論 第2回 金属の話 (1) 佐藤勝昭. 講義計画 4/8 イントロ 4/15 改めてイントロ 金属の話 4/22 金はなぜ金ぴかか 金属の光学的性質 5/6 シリコンの金属光沢 半導体のバンド構造と光 5/13 青色 LED とレーザ 半導体の発光 5/20 太陽電池と光センサ 半導体の光起電力効果.
表、グラフ、 SmartArt の実習課題. 1月1月睦月 January 7月7月文月 July 2月2月如月 February 8月8月葉月 August 3月3月弥生 March 9月9月長月 September 4月4月卯月 April 10 月神無月 October 5月5月皐月 May.
第2章.材料の構造と転位論の基礎. 2-1 材料の種類と結晶構造 体心立方格子( bcc ) 稠密六方晶格子( hcp ) 面心立方格子( fcc ) Cu 、 Ag 、 Au 、 Al 、 Ni 等 Mg 、 Zn 、 Ti 等 Fe 、 Mn 、 Mo 、 Cr 、 W 、 大部分の鋼 等 充填率.
セラミックス 第10回 6月25日(水)  セラミックスの物性②.
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第14章 その他の燒結材料 14.1電気接点材料 要求される性質: 放電アークによる消耗および物質移動を防止すること 電気伝導性が大きいこと 接触抵抗が低いこと 変形に耐えること 適する材料:複合合金 電気伝導性はAg、Cu 骨格:高融点材料(W、Mo) Cu系:(20〜50)%Cu-W、(35〜65)%Cu-WC.
第3章.材料の強化機構.
空孔の生成 反対の電荷を持つイオンとの安定な結合を切る必要がある 欠陥の生成はエンタルピーを増大させる
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Ⅲ 結晶中の磁性イオン 1.結晶場によるエネルギー準位の分裂 2.スピン・ハミルトニアン
金属使用の歴史 ●優れた材料: 強度が高くて、一定の形を作るのが容易 ●有史以前の単体金属: 金、銀、銅、鉄、錫、鉛、水銀
2.2.1 ブラベー格子 単位格子:原子が配列している周期的な配列の中で最も     単純で最小な単位    
Ⅳ 交換相互作用 1.モット絶縁体、ハバード・モデル 2.交換相互作用 3.共有結合性(covalency)
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第12章 機械構成部品の性質 燒結技術の応用 昔し:溶解や鋳造の困難なセラミックス、高融点金属(W、Mo、など)、高融点化合物(WC、TiCなど) 近代: *青銅系燒結含油軸受け(多孔性を利用)。 *鉄系の含油軸受け 燒結技術が応用される理由は: *小型部品の大量生産 *合金粉の開発に伴って、予備焼結体を熱間鍛造により、真密度に近い大型部品の量産化.
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第2章 電子工学の基礎 2.1 半導体素子 2.2 電子回路 2.3 4端子網.
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13族-遷移金属間化合物の熱電材料としての応用 結晶:Ga3Fe型構造(a=b, α=β=γ=90°) 正方晶  P42/mnm 単位格子あたり16原子 TME3 7 8 9 10 11 12 13 14 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 3d64s2 4s24p1 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pb 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 4d75s1 5s25p1 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb E:(Ga,In) TM:(Fe,Ru) 遷移金属(TM) 13族 典型元素(E)

熱電材料としての特徴 電子構造 ・バンドギャップの小さい(1eV未満)半導体 ・バンド幅の狭い遷移金属(TM)d状態と、バンド幅の広い13族s、p状態の混成 遷移金属 d -band フェルミ準位付近に状態密度の急な立ち上がり DOS EF 13族 s,p -band 状態密度(N)とSeebeck係数(S)・電気伝導率(σ)の関係 ・Nのフェルミ準位付近での傾きが大きい場合、Sは大きくなる         ・Nがフェルミ準位付近で大きい場合、σは大きくなる

熱電材料としての特徴 熱電材料としての特徴 1.安価でかつ無害 2.低い熱伝導率(数W/mK) 3.大きなSeebeck係数の値が期待 cf.)金属 :1000W/mK ガラス:1W/mK 3.大きなSeebeck係数の値が期待 さらなる性能向上へ向けて S σ S2σ S キャリアー濃度 σ ドーピングによるキャリアー数制御 ・パワーファクター(S²σ)の最適化 ・不純物によるフォノンの散乱増大による熱伝導率(κ)低減 性能指数(ZT)の増大