JP2003218411A - 熱電変換材料、その製造方法および薄膜熱電変換素子 - Google Patents
熱電変換材料、その製造方法および薄膜熱電変換素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた熱電変換特性の材料およびその製造方
法を提供し、変換効率が大きくかつ広く工業的に利用で
きる高効率の熱電変換素子を可能にする。 【解決手段】 熱電変換材料を、ｘが0.6＜ｘ＜１の範
囲にある化学式(Na1-xA x)yCoO2 で表される層状ブロン
ズ型構造の物質で構成する。ここでＡはアルカリ土類元
素の少なくとも一種、ｙは0.２以上１以下の範囲の数値
を示す。また本物質の安定な作製を、放電過程を用いて
効率的に行う。また熱電変換素子として、基体上に形成
した2N個のｐ型およびｎ型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対
において、片側の接合の密度N/S1（ここでS1は片側の接
合を形成した領域の面積）を、もう一方の接合の密度N/
S2（ここでS2はもう一方の接合を形成した領域の面積）
に対してN/S1 ＞4N/S2の関係を満たすように集中させて
配置して構成するというものである。
法を提供し、変換効率が大きくかつ広く工業的に利用で
きる高効率の熱電変換素子を可能にする。 【解決手段】 熱電変換材料を、ｘが0.6＜ｘ＜１の範
囲にある化学式(Na1-xA x)yCoO2 で表される層状ブロン
ズ型構造の物質で構成する。ここでＡはアルカリ土類元
素の少なくとも一種、ｙは0.２以上１以下の範囲の数値
を示す。また本物質の安定な作製を、放電過程を用いて
効率的に行う。また熱電変換素子として、基体上に形成
した2N個のｐ型およびｎ型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対
において、片側の接合の密度N/S1（ここでS1は片側の接
合を形成した領域の面積）を、もう一方の接合の密度N/
S2（ここでS2はもう一方の接合を形成した領域の面積）
に対してN/S1 ＞4N/S2の関係を満たすように集中させて
配置して構成するというものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子冷却あるいは熱
発電を行う熱電変換素子を構成する材料、その製造方法
および熱電変換素子に関するものである。
発電を行う熱電変換素子を構成する材料、その製造方法
および熱電変換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱電変換素子は、電荷担体が正負のｐ型
およびｎ型熱電材料を複数個交互に繋げて幾つかの接合
の対を作り、片側の接合、例えば電流の流れる方向にｐ
ｎとなる接合と、もう一方の接合、電流の流れる方向に
ｎｐとなる接合とを空間的に分離させて配置し、流す電
流により接合領域部間に温度差を生じさせて冷却を行
う、あるいは接合領域部間に温度差を与えることにより
起電力を発生させて発電を行うというものである。これ
まで熱電変換材料として、主にBi-Te、Pb-Te、Si-Ge等
の半導体材料が研究されてきており、特定の分野でいく
つかの実用化が進みつつある。
およびｎ型熱電材料を複数個交互に繋げて幾つかの接合
の対を作り、片側の接合、例えば電流の流れる方向にｐ
ｎとなる接合と、もう一方の接合、電流の流れる方向に
ｎｐとなる接合とを空間的に分離させて配置し、流す電
流により接合領域部間に温度差を生じさせて冷却を行
う、あるいは接合領域部間に温度差を与えることにより
起電力を発生させて発電を行うというものである。これ
まで熱電変換材料として、主にBi-Te、Pb-Te、Si-Ge等
の半導体材料が研究されてきており、特定の分野でいく
つかの実用化が進みつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし一般民生用の本
格的な実用化を拓くためには材料の性能が未だ十分では
なく、熱電変換材料の性能向上が望まれていた。最近、
従来は熱電材料としては不向きとされてきた酸化物材料
においても、層状ブロンズ構造のNayCoO2 （ｙ=0.2〜
１）等の高い熱電変換特性を示す物質が発見された。
（特開平9-321346号）この系の熱電変換特性は実用レベ
ルの熱電半導体材料であるBi-Teに迫る性能であるが、
このような酸化物でなぜ高い熱電変換特性が出現するの
かは明らかにはなっていない。熱電物性発現の機構は従
来の熱電半導体とは異なっている可能性があり、そのた
めこの種の酸化物材料において、従来の熱電半導体材料
を超える高性能の熱電変換特性の出現も期待できる。
格的な実用化を拓くためには材料の性能が未だ十分では
なく、熱電変換材料の性能向上が望まれていた。最近、
従来は熱電材料としては不向きとされてきた酸化物材料
においても、層状ブロンズ構造のNayCoO2 （ｙ=0.2〜
１）等の高い熱電変換特性を示す物質が発見された。
（特開平9-321346号）この系の熱電変換特性は実用レベ
ルの熱電半導体材料であるBi-Teに迫る性能であるが、
このような酸化物でなぜ高い熱電変換特性が出現するの
かは明らかにはなっていない。熱電物性発現の機構は従
来の熱電半導体とは異なっている可能性があり、そのた
めこの種の酸化物材料において、従来の熱電半導体材料
を超える高性能の熱電変換特性の出現も期待できる。
【０００４】本発明の目的は、酸化物材料でより高性能
の熱電特性を有する物質およびその製造方法、素子を提
供することにある。
の熱電特性を有する物質およびその製造方法、素子を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の熱電変換材料
は、化学式(Na1-xAx)yCoO2 で表される層状ブロンズ型
構造の物質において、ｘが0.6＜ｘ＜１の範囲にあるも
のである。ここでＡはアルカリ土類元素の少なくとも一
種、ｙは0.２以上１以下の範囲の数値を示す。この物質
は、薄膜の形態の場合に特に安定化することができ好ま
しい。
は、化学式(Na1-xAx)yCoO2 で表される層状ブロンズ型
構造の物質において、ｘが0.6＜ｘ＜１の範囲にあるも
のである。ここでＡはアルカリ土類元素の少なくとも一
種、ｙは0.２以上１以下の範囲の数値を示す。この物質
は、薄膜の形態の場合に特に安定化することができ好ま
しい。
【０００６】本発明により、従来のNayCoO2 より性能に
優れた層状ブロンズ構造の熱電変換酸化物材料が実現さ
れるに至った。NayCoO2 のNaの一部をCa等のアルカリ土
類元素(A)に置換して熱電特性を改善しようとする試み
はこれまでも実施されてきたが、置換の割合、すなわち
Na1-xAx におけるｘが0.1程度までは熱電特性の向上が
認められているもののそれ以上は構造中への置換が難し
く、不純物相として析出して特性を劣化させていた。本
発明は、あらゆるｘに関して元素置換を成し遂げた(Na
1-xAx)yCoO2 物質の作製に成功し、これまで未踏の0.6
＜ｘ＜１の範囲で優れた熱電特性を達成したものであ
る。特にｘが0.8＜ｘ＜１の範囲にある場合、従来の熱
電半導体材料のBi-Teの同等以上の性能を示すことを確
認した。
優れた層状ブロンズ構造の熱電変換酸化物材料が実現さ
れるに至った。NayCoO2 のNaの一部をCa等のアルカリ土
類元素(A)に置換して熱電特性を改善しようとする試み
はこれまでも実施されてきたが、置換の割合、すなわち
Na1-xAx におけるｘが0.1程度までは熱電特性の向上が
認められているもののそれ以上は構造中への置換が難し
く、不純物相として析出して特性を劣化させていた。本
発明は、あらゆるｘに関して元素置換を成し遂げた(Na
1-xAx)yCoO2 物質の作製に成功し、これまで未踏の0.6
＜ｘ＜１の範囲で優れた熱電特性を達成したものであ
る。特にｘが0.8＜ｘ＜１の範囲にある場合、従来の熱
電半導体材料のBi-Teの同等以上の性能を示すことを確
認した。
【０００７】物質の作製法としては、非熱平衡的な放電
過程を用いた場合、置換の割合を高めた薄膜状の本物質
が再現性よく作製可能となることを確認した。放電過程
としては、常圧で高速堆積できるプラズマ溶射法や、減
圧下で高品質の成膜が可能なスパッタリング等のイオン
衝撃蒸着が好ましい結果であった。
過程を用いた場合、置換の割合を高めた薄膜状の本物質
が再現性よく作製可能となることを確認した。放電過程
としては、常圧で高速堆積できるプラズマ溶射法や、減
圧下で高品質の成膜が可能なスパッタリング等のイオン
衝撃蒸着が好ましい結果であった。
【０００８】また薄膜の形態を利用した効率的な熱電変
換素子として、基体上に形成した 2N 個のｐ型およびｎ
型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対において、片側の接合の
密度N/S1（ここでS1は片側の接合を形成した領域の面
積）を、もう一方の接合の密度N/S2（ここでS2はもう一
方の接合を形成した領域の面積）に対してN/S1 ＞4N/S2
の関係を満たすように集中させて配置して構成するとい
うものである。
換素子として、基体上に形成した 2N 個のｐ型およびｎ
型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対において、片側の接合の
密度N/S1（ここでS1は片側の接合を形成した領域の面
積）を、もう一方の接合の密度N/S2（ここでS2はもう一
方の接合を形成した領域の面積）に対してN/S1 ＞4N/S2
の関係を満たすように集中させて配置して構成するとい
うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の熱電変換材料、その
製造方法および薄膜熱電変換素子について具体的な実施
の形態を説明する。
製造方法および薄膜熱電変換素子について具体的な実施
の形態を説明する。
【００１０】従来のプロセスでは高々x=0.5までしか元
素置換がなされていない層状ブロンズ構造の(Na1-xAx)y
CoO2（Aはアルカリ土類元素）に対して、プラズマ溶射
法による合成を試みた。原材料として Co3O4, Na2CO3,
CaO2, SrO2 の80ミクロン以下の粒径の粉末を用い、大
気中で空気を作動ガスとして20kWのプラズマ状態を発生
させ、瞬時に原材料を溶かしてサファイアｃ面基体上に
吹き付け、酸素と反応させながら約100ミクロンの薄膜
を堆積させた。この際、基体の温度は300℃程度に保っ
た。
素置換がなされていない層状ブロンズ構造の(Na1-xAx)y
CoO2（Aはアルカリ土類元素）に対して、プラズマ溶射
法による合成を試みた。原材料として Co3O4, Na2CO3,
CaO2, SrO2 の80ミクロン以下の粒径の粉末を用い、大
気中で空気を作動ガスとして20kWのプラズマ状態を発生
させ、瞬時に原材料を溶かしてサファイアｃ面基体上に
吹き付け、酸素と反応させながら約100ミクロンの薄膜
を堆積させた。この際、基体の温度は300℃程度に保っ
た。
【００１１】この方法によると、A元素としてCa,Srある
いはこの混合を用いた場合においても、元素置換の割合
ｘは従来の限界を超えたx=1まで図１に示す結晶構造を
持つ層状ブロンズ構造の物質合成が可能であった。なお
ｙ値は比較的広い範囲で許容でき、0.２以上１以下ので
存在可能であった。この新しい組成領域の物質の熱電特
性を、抵抗率とゼーベック係数を評価し見積もった。ゼ
ーベック係数の自乗を抵抗率で割って定義される電力因
子Pを室温で算出すると、ｘが0から0.6程度まではP〜0.
5 mW/K2m と従来のNayCoO2 セラミック材料と同等か若
干良い程度であったが、ｘが0.6以上になると電力因子P
が１mW/K2m を超える値を示し、酸化物としてはNayCoO
2 単結晶材料並の優れた特性を示すことが分かった。特
にｘの値が0.8を超えた0.8＜ｘ＜１の範囲にあるときに
は、電力因子Pは2 mW/K2m を超え、熱電半導体Bi-Teに
匹敵する値を示した。
いはこの混合を用いた場合においても、元素置換の割合
ｘは従来の限界を超えたx=1まで図１に示す結晶構造を
持つ層状ブロンズ構造の物質合成が可能であった。なお
ｙ値は比較的広い範囲で許容でき、0.２以上１以下ので
存在可能であった。この新しい組成領域の物質の熱電特
性を、抵抗率とゼーベック係数を評価し見積もった。ゼ
ーベック係数の自乗を抵抗率で割って定義される電力因
子Pを室温で算出すると、ｘが0から0.6程度まではP〜0.
5 mW/K2m と従来のNayCoO2 セラミック材料と同等か若
干良い程度であったが、ｘが0.6以上になると電力因子P
が１mW/K2m を超える値を示し、酸化物としてはNayCoO
2 単結晶材料並の優れた特性を示すことが分かった。特
にｘの値が0.8を超えた0.8＜ｘ＜１の範囲にあるときに
は、電力因子Pは2 mW/K2m を超え、熱電半導体Bi-Teに
匹敵する値を示した。
【００１２】アルカリ土類元素Aに関しては、一種以上
のアルカリ土類元素で構成されていれば高性能化が可能
であるが、特にSrで構成した場合ｘが0.8以上でPが5以
上に達し、熱電半導体Bi-Teを超える優れた熱電変換材
料であることが確認された。
のアルカリ土類元素で構成されていれば高性能化が可能
であるが、特にSrで構成した場合ｘが0.8以上でPが5以
上に達し、熱電半導体Bi-Teを超える優れた熱電変換材
料であることが確認された。
【００１３】本発明の物質のように通常の製法では得難
い構造の作製には、放電過程が効果的であることが分か
った。上に示したプラズマ溶射の他に、レーザー衝撃に
よるプラズマプルームの利用や、スパッタリングに代表
されるイオン衝撃蒸着、あるいはプラズマＣＶＤ法を用
いた場合にも同様に本発明の構造が実現可能なことを確
認した。
い構造の作製には、放電過程が効果的であることが分か
った。上に示したプラズマ溶射の他に、レーザー衝撃に
よるプラズマプルームの利用や、スパッタリングに代表
されるイオン衝撃蒸着、あるいはプラズマＣＶＤ法を用
いた場合にも同様に本発明の構造が実現可能なことを確
認した。
【００１４】また本発明の物質のような薄膜の形態が安
定しやすい材料では、従来素子応用は難しいと考えられ
ていたが、本発明では性能に優れた薄膜材料が実現した
場合に、その特徴を活かした集積化が効率の良い熱電変
換素子に利用できることを見いだした。
定しやすい材料では、従来素子応用は難しいと考えられ
ていたが、本発明では性能に優れた薄膜材料が実現した
場合に、その特徴を活かした集積化が効率の良い熱電変
換素子に利用できることを見いだした。
【００１５】薄膜のｐｎ接合では熱電材料の断面積が大
きくできないので動作電流が制約を受けるが、それを補
うように片方の接合部を任意の領域に集積させることが
薄膜素子では可能であり、接合密度と素子性能の関係に
関して鋭意検討を行った。その結果、基体上に形成した
2N 個のｐ型およびｎ型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対に
おいて、電流の流れる方向にｎｐとなる接合の密度N/S1
（ここでS1はｎｐ接合を形成した領域の面積）を、電流
の流れる方向にｐｎとなる接合の密度N/S2（ここでS2は
ｐｎ接合を形成した領域の面積）に対してN/S1 ＞4N/S2
の関係を満たすように集中させて配置した場合に、集積
度の高いｎｐ接合部が冷却されることを見いだした。電
流量を多くできないため、接合を集中させないときには
ｎｐ接合部の吸熱量はほとんどゼロであったが、上記条
件の時初めて吸熱が観測できた。
きくできないので動作電流が制約を受けるが、それを補
うように片方の接合部を任意の領域に集積させることが
薄膜素子では可能であり、接合密度と素子性能の関係に
関して鋭意検討を行った。その結果、基体上に形成した
2N 個のｐ型およびｎ型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対に
おいて、電流の流れる方向にｎｐとなる接合の密度N/S1
（ここでS1はｎｐ接合を形成した領域の面積）を、電流
の流れる方向にｐｎとなる接合の密度N/S2（ここでS2は
ｐｎ接合を形成した領域の面積）に対してN/S1 ＞4N/S2
の関係を満たすように集中させて配置した場合に、集積
度の高いｎｐ接合部が冷却されることを見いだした。電
流量を多くできないため、接合を集中させないときには
ｎｐ接合部の吸熱量はほとんどゼロであったが、上記条
件の時初めて吸熱が観測できた。
【００１６】本素子構成は、特に効率の良い薄膜材料が
提供される場合に効力を発揮するので、ｘの大きい層状
ブロンズ型構造物質(Na1-xAx)yCoO2 で構成すると好ま
しい。例えばｐ型材料としてプラズマ溶射した100ミク
ロン厚のSr0.5CoO2 材料を用いて10対の素子をN/S1=5N/
S2の集積度で構成すると、1Aの電流で200mWの冷却能力
が可能なことを確認した。
提供される場合に効力を発揮するので、ｘの大きい層状
ブロンズ型構造物質(Na1-xAx)yCoO2 で構成すると好ま
しい。例えばｐ型材料としてプラズマ溶射した100ミク
ロン厚のSr0.5CoO2 材料を用いて10対の素子をN/S1=5N/
S2の集積度で構成すると、1Aの電流で200mWの冷却能力
が可能なことを確認した。
【００１７】（実施例）以下、本発明を実施例を用いて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００１８】（実施例１）放電過程を用いたイオン衝撃
蒸着の一種であるスパッタリング法によりNa-Sr-Co-O薄
膜の作製を行った。(Na,Sr)0.8CoO2.6 焼結体をスパッ
タリングターゲットとして用い、700℃に加熱したサフ
ァイアｃ面基体上に成膜を行った。スパッタガスはアル
ゴン酸素１：１混合ガス5 Pa とし、100 W の入力電力
で13.56 MHzの高周波放電を誘起し、30分で500nmのNa-S
r-Co-O薄膜を形成した。
蒸着の一種であるスパッタリング法によりNa-Sr-Co-O薄
膜の作製を行った。(Na,Sr)0.8CoO2.6 焼結体をスパッ
タリングターゲットとして用い、700℃に加熱したサフ
ァイアｃ面基体上に成膜を行った。スパッタガスはアル
ゴン酸素１：１混合ガス5 Pa とし、100 W の入力電力
で13.56 MHzの高周波放電を誘起し、30分で500nmのNa-S
r-Co-O薄膜を形成した。
【００１９】作製した薄膜の結晶構造をエックス線回折
により調べた。図２はNaをSrで完全置換させた成膜した
Sr0.3CoO2 薄膜のエックス線パターンである。ｃ軸長1.
15 nm の層状ブロンズ構造のｃ軸配向膜の成長が確認で
きる。すなわち、これまでの元素置換の限界を超えた層
状ブロンズ構造の物質作製が本手法で実現できた。膜の
電力因子Pの評価を行ったところ、(Na1-xAx)0.3CoO2 膜
において、ｘが0.8以上でPが5 mW/K2m 以上の高特性を
示すことが確認された。特に完全置換のSr0.3CoOz では
Pが10 mW/K2m 以上に達するものも出現し、組成や構造
の最適化によりさらなる性能の向上も期待できる。
により調べた。図２はNaをSrで完全置換させた成膜した
Sr0.3CoO2 薄膜のエックス線パターンである。ｃ軸長1.
15 nm の層状ブロンズ構造のｃ軸配向膜の成長が確認で
きる。すなわち、これまでの元素置換の限界を超えた層
状ブロンズ構造の物質作製が本手法で実現できた。膜の
電力因子Pの評価を行ったところ、(Na1-xAx)0.3CoO2 膜
において、ｘが0.8以上でPが5 mW/K2m 以上の高特性を
示すことが確認された。特に完全置換のSr0.3CoOz では
Pが10 mW/K2m 以上に達するものも出現し、組成や構造
の最適化によりさらなる性能の向上も期待できる。
【００２０】なお本実施例ではアルカリ土類元素として
Srを用いたが、CaやBa等の他のアルカリ土類元素やこれ
らの組み合わせでも同様に優れた熱電変換材料が実現で
きること勿論である。
Srを用いたが、CaやBa等の他のアルカリ土類元素やこれ
らの組み合わせでも同様に優れた熱電変換材料が実現で
きること勿論である。
【００２１】（実施例２）図３に示す薄膜熱電変換素子
を、ｐ型材料３１としてSr0.3CoO2 薄膜を、ｎ型材料３
２として(Sr0.7La0.3)TiO3 薄膜を用いて構成した。基
体３３は100ミクロン厚のSi(111)単結晶を用い、(111)
配向のCeO2 をバッファ層３４として50nm形成した後、
マスクパターンにより６対の薄膜を分離させて、各々20
ミクロン厚で実施例１と同様にスパッタリング法で成膜
した。その後、中央に６個のｎｐ接合部３５を、基板端
に６個のｐｎ接合部３６を白金を蒸着して設けた。中央
と端の接合部の距離は2mmとした。最後にSi基板を裏面
からエッチングし、溝３７を設けて両接合部を熱的に遮
断した。中央の冷却部の直径は2mmである。この構成
で、ｎｐ接合部の集積密度はｐｎ接合部の集積密度の10
倍となっている。電流端子３８より0.3Aの電流を通電し
たところ、30mWの冷却が可能であることが分かり、精密
な温調が可能な薄膜集積冷却素子が構成できた。
を、ｐ型材料３１としてSr0.3CoO2 薄膜を、ｎ型材料３
２として(Sr0.7La0.3)TiO3 薄膜を用いて構成した。基
体３３は100ミクロン厚のSi(111)単結晶を用い、(111)
配向のCeO2 をバッファ層３４として50nm形成した後、
マスクパターンにより６対の薄膜を分離させて、各々20
ミクロン厚で実施例１と同様にスパッタリング法で成膜
した。その後、中央に６個のｎｐ接合部３５を、基板端
に６個のｐｎ接合部３６を白金を蒸着して設けた。中央
と端の接合部の距離は2mmとした。最後にSi基板を裏面
からエッチングし、溝３７を設けて両接合部を熱的に遮
断した。中央の冷却部の直径は2mmである。この構成
で、ｎｐ接合部の集積密度はｐｎ接合部の集積密度の10
倍となっている。電流端子３８より0.3Aの電流を通電し
たところ、30mWの冷却が可能であることが分かり、精密
な温調が可能な薄膜集積冷却素子が構成できた。
【００２２】本実施例では素子を６対の薄膜で構成した
が、対数を増加させてさらに集積化を行うことにより効
率が上げられること勿論である。またプラズマ溶射によ
る膜厚の増大により特性を向上させることも可能であ
る。
が、対数を増加させてさらに集積化を行うことにより効
率が上げられること勿論である。またプラズマ溶射によ
る膜厚の増大により特性を向上させることも可能であ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱電変換
特性に優れた材料およびその製造方法を提供し、この種
の熱電変換素子の広い実用化を促進するものであり、本
発明の工業的価値は高い。
特性に優れた材料およびその製造方法を提供し、この種
の熱電変換素子の広い実用化を促進するものであり、本
発明の工業的価値は高い。
【図１】本発明の熱電変換材料の結晶構造模式図
【図２】本発明の熱電変換材料の一例のエックス線回折
パターンを示す図
パターンを示す図
【図３】本発明の熱電変換素子の一例の概略図
３１ ｐ型熱電薄膜材料
３２ ｎ型熱電薄膜材料
３３ 基体
３４ バッファ層
３５ ｎｐ接合部
３６ ｐｎ接合部
３７ 溝
３８ 電流端子
Claims (9)
- 【請求項１】 化学式(Na1-xAx)yCoO2 で表される層状
ブロンズ型構造の物質において、ｘが0.6＜ｘ＜１の範
囲にあることを特徴とする熱電変換材料。（ここでＡは
アルカリ土類元素の少なくとも一種、ｙは0.２以上１以
下の範囲の数値である。） - 【請求項２】 化学式(Na1-xAx)yCoO2 で表される層状
ブロンズ型構造の物質が薄膜からなることを特徴とする
請求項１記載の熱電変換材料。 - 【請求項３】 アルカリ土類元素Ａがストロンチウムで
あることを特徴とする請求項１記載の熱電変換材料。 - 【請求項４】 ｘの範囲が0.8＜ｘ＜１であることを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱電変換材
料。 - 【請求項５】 ｘが0.6＜ｘ＜１の範囲にある化学式(Na
1-xAx)yCoO2 で表される層状ブロンズ型構造の薄膜を、
放電過程を用いて形成したことを特徴とする熱電変換材
料の製造方法。（ここでＡはアルカリ土類元素の少なく
とも一種、ｙは0.2以上１以下の範囲の数値である） - 【請求項６】 放電過程がイオン衝撃蒸着であることを
特徴とする、請求項５記載の熱電変換材料の製造方法。 - 【請求項７】 放電過程がプラズマ溶射であることを特
徴とする、請求項５記載の熱電変換材料の製造方法。 - 【請求項８】 基体上に形成した 2N 個のｐ型およびｎ
型の熱電変換薄膜のｐｎ接合対から構成され、片側の接
合の密度N/S1（ここでS1は片側の接合を形成した領域の
面積）が、もう一方の接合の密度N/S2（ここでS2はもう
一方の接合を形成した領域の面積）に対してN/S1 ＞4N/S
2の関係を満たすように集中させて構成したことを特徴
とする薄膜熱電変換素子。 - 【請求項９】 熱電変換薄膜を、ｘが0.6＜ｘ＜１の範
囲にある化学式(Na1-xA x)yCoO2 で表される層状ブロン
ズ型構造の物質で構成したことを特徴とする請求項８記
載の薄膜熱電変換素子。（ここでＡはアルカリ土類元素
の少なくとも一種、ｙは0.２以上１以下の範囲の数値で
ある）
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| JP2002011341A JP2003218411A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 熱電変換材料、その製造方法および薄膜熱電変換素子 |
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2002
- 2002-01-21 JP JP2002011341A patent/JP2003218411A/ja active Pending
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