【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.18】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KU1052
利用課題名 / Title
熱電変換素子の開発における構成材料評価
利用した実施機関 / Support Institute
九州大学 / Kyushu Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
後藤 雅裕
所属名 / Affiliation
株式会社GCEインスティチュート
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
結城 光,藤原 隆,岡田 誠司
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
深堀 明博
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
我々はゼーベック素子とは異なる原理に基づいた“温度差不要”の新規な熱電変換素子の開発を行っている。同素子は、特定の材料からなる中間層を仕事関数の異なる２枚の金属電極で挟んだシンプルな構成であり、中間層ならびに電極の組み合わせによって素子の出力が変化する。本課題では、中間層を構成する無機ナノ粒子の分散状態評価し、所望の粒径を得るための方法を検討した。
実験 / Experimental
無機ナノ粒子はトップダウン法で作製し、その作製工程の最適化を目的に実験を行った。特に、合成を行う際の累積運転時間、連続・不連続運転が粒径に与えることが予想される。本実験では、DLS（KU-513）を用い、条件の異なる作製方法で調整した無機ナノ粒子の粒径分布を分析した。 ・使用した材料 無機ナノ粒子A＋リガンドB＋有機溶媒
結果と考察 / Results and Discussion
ナノ粒子をリガンド材とビーズと共にトルエン溶媒中に添加し分散時間を間欠運転24時間、連続運転48時間の2水準で振り分けて激しく攪拌した。その後、時間経過と粒度分布の関係性を見るためにDLSを用いて粒径を確認した。結果は間欠運転24時間経過時点では目標粒径である20 nm には到達しておらず、50~100 nmクラスの粒子で主に構成されていた。連続運転で48時間分散させた粒子に関しては粒径が20 nmに揃っていた。考察として、連続して十分な攪拌時間を保持しない場合は粒子とリガンド材の結合反応が進まず、凝集した粒子が分散液中の主な構成物質になると考えられる。簡潔運転の場合は攪拌を停止中にリガンドと結合していないナノ粒子が再凝集していると考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
24時間の間欠運転では目標粒径（20 nm）に到達しなかったが、48時間の連続運転では目標粒径を達成し、粒径を維持したまま安定分散が可能であった。この結果から、間欠運転時の攪拌停止中にナノ粒子が再凝集し、分散効率が低下したと考えられる。本材料系では、粒子の微小化とリガンドとの化学結合を同時に効率よく進行させるためには連続合成過程が重要であることが示唆された。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件