Top > Search of Japanese Patents > METAL NANOMATERIAL AND METHOD OF PRODUCING THE SAME

METAL NANOMATERIAL AND METHOD OF PRODUCING THE SAME

Patent code P110002438
Posted date Apr 19, 2011
Application number P2010-059516
Publication number P2011-192914A
Patent number P5721127
Date of filing Mar 16, 2010
Date of publication of application Sep 29, 2011
Date of registration Apr 3, 2015
Inventor
  • (In Japanese)前之園 信也
  • (In Japanese)デリック モット
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
Title METAL NANOMATERIAL AND METHOD OF PRODUCING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal nanomaterial which is chemically synthesized under moderate conditions and useful as a nano-thermoelectric material, and to provide a method of producing the same.
SOLUTION: Chemical synthesis is carried out by adding a reducing agent and a protective agent to a solution in which at least one or more kinds of salts of Bi, Sb and Te are dissolved to achieve growth in a nanoparticle state, a nanodisk state, and a nanowire state. An alkali metal borohydride, or primary or secondary alcohol, is used as the reducing agent, and the protective agent is selected out of aliphatic acid, aliphatic amine and aliphatic thiol. A synthesized nanomaterial is arbitrarily and directly sintered or applied and baked to exhibit thermoelectric characteristics.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


熱電変換素子は、熱エネルギーと電気エネルギーとを直接的に相互に変換できる固体素子であり、廃熱等の熱源から直接的に電気に変換する熱電発電素子としての利用や、温度制御等に用いる熱電冷却素子としての利用等、民生用機器から宇宙開発まで広範囲の利用が期待されている。



熱電変換素子の熱電変換性能を表す指標として性能指数ZTの値が用いられている。
ZT=α2σT/κ (1)
(α:ゼーベック係数、σ:電気伝導率、κ:熱伝導率、T:温度)
この(1)式からZTの値を高くするには、電気伝導率を向上させ、熱伝導率を低く抑えるのがよいことが判る。
しかしながら、一般的に電気伝導率の向上と熱伝導率の低下は相反する要因であり、これを同時に達成するにはキャリア散乱を抑制し、フォノン散乱を増大させる熱電材料が要求される。
その方策の1つとして、ナノ構造制御された熱電材料が期待されている。
しかし、従来のナノ熱電材料は、分子線エピタキシー法等の複雑且つ高価な気相合成によって作成されており、実用化に適していない。
非特許文献1には、p型Bi0.5Sb1.5Te3の金属ナノ粒子の化学合成について報告しているが、平均粒径44nmと大きく、また粒子分布も±10nmと広い。
従って、Bi2Te3の励起子ボーア半径(P型40nm)を考慮すると前記Bi0.5Sb1.5Te3金属ナノ粒子は粒径が大きいために強い量子閉じ込め効果が充分にあるとは言い難い。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は熱電変換素子の製造に用いるのに有効な金属ナノ材料及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
Bi、Sb及びTeの塩を溶解した溶液に還元剤と保護剤とを添加し、化学合成することを特徴とする三元系の金属ナノ材料の製造方法であって、
前記、還元剤は、脂肪族の1,2-ジオールである、金属ナノ材料の製造方法。

【請求項2】
 
前記、保護剤は炭素数6~24の脂肪族の、酸、アミン及びチオールのうち、いずれか1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の金属ナノ材料の製造方法。

【請求項3】
 
前記、保護剤は1-アルキルカルボン酸、1-アルキルアミン及び1-アルキルチオールのうち、いずれか1種以上であることを特徴とする請求項2記載の金属ナノ材料の製造方法。

【請求項4】
 
前記、還元剤は1,2-ヘキサデカンジオールであり、保護剤はオレイン酸、オレイルアミン及び1-オクタンチオールのうち、いずれか1種以上であることを特徴とする請求項1記載の金属ナノ材料の製造方法。
Industrial division
  • Semiconductor
  • Solid device
IPC(International Patent Classification)
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2010059516thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by e-mail or facsimile if you have any interests on this patent. Thanks.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close