方向によりキャリア極性が異なる多結晶を開発、材料一つで熱電発電が可能に：組み込み開発ニュース

東京都立大学は、方向によりキャリア極性が異なる多結晶NaSn2As2を開発した。同結晶を用いることで、材料一つで温度差や発電方向が異なる熱電モジュールを構築できる。

[MONOist]

　東京都立大学は2021年4月14日、同大学理学研究科の研究グループが、方向によりキャリア極性（p型、n型）が異なる多結晶NaSn₂As₂を開発したと発表した。

　研究グループは今回、ナトリウム（Na）、スズ（Sn）、ヒ素（As）による層状化合物NaSn₂As₂を一軸加圧焼結し、多結晶を作製した。

　同結晶にX線回折測定を実施したところ、加圧に対して平行面では（110）ピーク強度が大きいのに対し、垂直面では（003）（006）などのピーク強度が大きいことが明らかになり、配向性を有する多結晶となったことが示された。

（左）NaSn2As2の結晶構造、（右）X線回折測定結果。上段が加圧に対して平行面、中段が垂直面の測定で、矢印は配向によって明確に強度が増強された回折ピークを示す。下段は粉末試料の測定結果 出典：東京都立大学

　また、同結晶のゼーベック係数の温度依存性を調べたところ、平行方向では加圧に対してゼーベック係数の符号が正であり、正孔が主キャリアであるのに対し、垂直方向では符号が負であり、電子が主キャリアであることが判明した。

NaSn2As2のゼーベック係数の温度依存性 出典：東京都立大学

　今回開発した結晶を用いることで、材料一つで温度差や発電方向が異なる熱電モジュールを構築できる。また、今回開発した結晶は、大型化や加工が容易な多結晶であることから、今後熱電モジュールの材料の選択肢が広がることで、より高性能な材料の開発につながることも期待される。

⇒その他の「組み込み開発ニュース」の記事はこちら