High thermoelectric performance of metal-substituted samples of -FeO and computation of their electronic structures by the DV-X method

杉原 淳*; 鈴木 知史; 亀谷 亮平*

International Journal of Quantum Chemistry, 109(12), p.2788 - 2792, 2009/10

https://doi.org/10.1002/qua.22282

熱電変換技術は温暖化やエネルギー源の不足のため、近年重要性を増している。熱電材料の中でも酸化物系材料の研究が盛んに行われている。現在、熱電効率の高効率化のため、酸化-FeOの金属を置換した材料とその電子構造を研究している。その中で、LiFを加えて鉄を部分的に置換して(Fe,Li)Oの材料について、DV-X法により電子構造を検討するとともに粉末冶金法により試料を作製して評価した。その結果、870Kで、熱電起電力は、-411VK,抵抗率は310m,熱伝導率は4WmKという結果が得られ、鉄酸化物を基材とする熱電材料は有望であることがわかった。また、この結果から、結晶格子中のFeのLiへの部分的な置換は、フェルミレベル近傍の電荷密度を増大させ、ゼーベック係数(熱電起電力)を保ちつつ電気抵抗を減少さす役割があることが明らかとなった。さらに、400K以下では、基準となる-FeOと比べて、導電率の低下は5WmK以下で60%の値となった。