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本誌は日本で初めての総合機能材料情報誌として創刊1981年以来、あらゆる材料・形態の高機能化情報を提供して参りました。弊社の豊富な蓄積と情報網をもとに、機能材料関連の動向を深く広範囲に正確に捉え、「仕事に直結する」最新技術・市場情報を掲載しております。

著者一覧
太田裕道　　北海道大学
森孝雄　　(国研)物質・材料研究機構　
片瀬貴義　　東京工業大学　
神谷利夫　　東京工業大学
永岡章　　宮崎大学　
山科雅裕　　東京工業大学　
豊田真司　　東京工業大学
上谷幸治郎　　東京理科大学　


目次
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【特集】熱電変換技術の開発と応用

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Ba1/3CoO2 ―高温・空気中で安定した性能を示す実用的な熱電変換材料―
Ba1/3CoO2 ―A Practical Thermoelectric Material that Exhibits Reliable Properties at High-Temperatures in Air―

　層状コバルト酸化物は,1990 年代から高温熱電材料候補として期待されているが,カルコゲン化物と比較して性能指数ZTが小さく,高温空気中では不安定性という問題があった。本稿では,筆者らが見出した,空気中,600℃でZT=0.55を示し,かつ安定な層状コバルト酸化物Ba1/3CoO2について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜の作製
3　Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜の熱的安定性
4　Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜の熱電特性
5　おわりに

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熱電発電・ペルチェ冷却の半世紀以上チャンピオンビスマステルルに匹敵・凌駕する Mg-Sb 系材料の開発
Development of Mg-Sb Materials for Thermoelectric Power Generation and Peltier Cooling which Rival and Exceed the Half Century Champion Bismuth Telluride

　界面制御および欠陥制御の新原理により,Mg-Sb系材料において電荷の輸送,すなわち電気伝導率,およびフォノンの輸送,すなわち格子が運ぶ熱伝導率を高度に制御することに成功して,熱伝導率の低い多結晶試料でありながら,単結晶並みの高移動度を実現し,熱電高性能化を達成した。熱電発電およびペルチェ冷却応用において,半世紀以上チャンピオンとして君臨したビスマステルルに初めて匹敵・凌駕する新規材料を開発した。

【目次】
1　はじめに
2　Mg3Sb2系の欠陥・界面の制御による高性能化,デバイス実証
3　Mg3(Bi,Sb)2系による室温近傍の高性能化,熱電発電およびペルチェ冷却デバイス実証
4　まとめ

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電気伝導度と熱起電力のトレードオフ解消による酸化物熱電変換材料の高性能化
Breaking the Trade-off Problem of Thermoelectric Materials to Improve Energy Conversion Efficiency
　
　無毒で資源量が豊富な酸化物熱電変換材料は熱的・化学的に安定であり,長期メンテナンスフリーの熱電変換素子への応用が期待されるが,熱電変換効率は未だ低いままである。本稿では,酸化物の人工構造を利用して,性能向上の妨げになっている電気伝導度と熱起電力(ゼーベック係数)のトレードオフを解消し,熱電特性を大きく高める新手法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　熱電変換性能を制限する電気伝導度と熱起電力のトレードオフ問題
3　酸化物に歪みを加えて電気伝導度とゼーベック係数のトレードオフを解消
4　圧縮歪みによってσとSのトレードオフが破れる起源
5　フォノンドラッグ効果:低温のゼーベック係数を増大させるアプローチ
6　金属と絶縁体を重ねてフォノンドラッグ効果を増強:ゼーベック係数を10倍に増大
7　おわりに

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廃熱を有効活用する環境調和型熱電変換デバイスの開発
Environmentally Friendly Thermoelectric Device for Waste Heat Recovery

　カーボンニュートラルを実現するためには今後ますます熱エネルギーの積極的な利用が求められる。特に身の回りの廃熱を電気エネルギーとして再利用する熱電発電が注目されている。本稿では有毒元素やレアメタルを使わずに高い熱電性能指数を示す環境調和型熱電材料をベースとしたデバイスの開発と本分野の現状について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　身の回りの熱エネルギー
3　熱電材料の開発
4　環境調和型熱電デバイスの開発
5　今後の課題
6　まとめ

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