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熱電材料および熱電変換素子

シーズコード S022000010
掲載日 2003年5月26日
研究者
  • 高畠 敏郎
研究者所属機関
  • 広島大学 理学部物理科学科
研究機関
  • 広島大学 理学部物理科学科
技術名称 熱電材料および熱電変換素子
技術概要 この技術は、4f電子を有する希土類化合物が高い熱電性能指数を示すことを見出した。希土類の中でも4f電子のエネルギー準位が浅いセリウム、サマリウム、イッテルビウムを含む化合物は、近藤効果によって大きな熱電能が生じるにも拘わらず、電気抵抗率は高くならないので、無次元性能指数を1より大きくすることが可能になった。この技術は、この様な近藤半導体をp型およびn型の対とした熱電変換材料を製造する新しい方法である。
画像

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従来技術、競合技術の概要 熱電変換技術とは2種類の半導体あるいは金属を対にした素子を用いて、温度差を電圧に変える、あるいは逆に電気を温度差に変換する技術である。現在、この材料として室温付近で最も高い性能指数Zを有するものはp型半導体の(Bi、Sb)2Te3とn型半導体のBi2(Se、Te)3の対である。しかしZに温度Tを乗じた無次元性能指数ZTの値は室温で1以下で、効率が不充分だった。
研究分野
  • 熱電デバイス
  • 半導体結晶の電子構造
展開可能なシーズ (1)近藤半導体にさらに元素置換を施すことによって、無次元性能指数ZTを1より大きくした熱電材料
(2)無次元性能指数ZTがほぼ1となる効率の高い熱電材料
(3)経年変化の恐れがない結晶体の熱電素子
用途利用分野 熱電発電
冷蔵庫などの熱電冷却装置
コンピュータ冷却装置
関連発表論文 (1)高畠敏郎, 伊賀文俊. 希土類近藤半導体の物性. まてりあ. vol.39,no.1,2000,p.38‐45.
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 広島大学, . 高畠 敏郎, 板東 能生, . 熱電材料および熱電変換素子. 特開2000-332308. 2000-11-30
  • H01L  35/18     
  • H01L  35/20     
  • H01L  35/32     
  • H01L  35/34     
  • C22C  30/00     

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