JPH0613663A - 熱電半導体材料 - Google Patents
熱電半導体材料Info
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- JPH0613663A JPH0613663A JP4191616A JP19161692A JPH0613663A JP H0613663 A JPH0613663 A JP H0613663A JP 4191616 A JP4191616 A JP 4191616A JP 19161692 A JP19161692 A JP 19161692A JP H0613663 A JPH0613663 A JP H0613663A
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- thermoelectric semiconductor
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱起電力の温度依存性が優れた熱電半導体材
料を提供する。 【構成】 Ｆe0.33Ｓi0.66Ｂ0.01の組成を有し、ロール
周速度１０m/秒、＃６００研磨ロール面の条件の半導体
アモルファスリボンを作成した。このリボンの熱起電力
の温度差依存性は、図１に示すように温度差３００度で
約１５０mVの高出力を達成していた（図１の曲線10m/S
参照）。
料を提供する。 【構成】 Ｆe0.33Ｓi0.66Ｂ0.01の組成を有し、ロール
周速度１０m/秒、＃６００研磨ロール面の条件の半導体
アモルファスリボンを作成した。このリボンの熱起電力
の温度差依存性は、図１に示すように温度差３００度で
約１５０mVの高出力を達成していた（図１の曲線10m/S
参照）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力熱電発電システ
ムに有用な熱電半導体材料に関する。
ムに有用な熱電半導体材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電半導体材料としてＢi−Ｔe系材料が
よく知られているが、出力の向上に限界があり、また価
格の面においても問題があった。一方、ＦeＳi2 系鉄ケ
イ化物の中に熱電特性が良好なものがあることは「Pro
c. 6th Int. Conf. Thermoelectric Energy Conversion
(IEEE, New York 1986),1.： K. Matsubara et al.」
によって知られている。また熱電特性が１２５５Ｋ以下
で形成されるβ相の構造と関連があり、グラニュラー
化、アモルファス化あるいはＭn、Ｃr等のドーピングに
よって飛躍的に改善されることも「Japanese J. of App
l. Phys., 30 (1991),2569： K. Matsubara et al.」に
よって知られている。なおβ相とは図８に示す結晶構造
である。同図において、空孔とＦe原子（●で表示）と
が体心点に交互に配置され、残りの格子点にはＳi原子
（○で表示）が配置された歪んだ構造となっている。
よく知られているが、出力の向上に限界があり、また価
格の面においても問題があった。一方、ＦeＳi2 系鉄ケ
イ化物の中に熱電特性が良好なものがあることは「Pro
c. 6th Int. Conf. Thermoelectric Energy Conversion
(IEEE, New York 1986),1.： K. Matsubara et al.」
によって知られている。また熱電特性が１２５５Ｋ以下
で形成されるβ相の構造と関連があり、グラニュラー
化、アモルファス化あるいはＭn、Ｃr等のドーピングに
よって飛躍的に改善されることも「Japanese J. of App
l. Phys., 30 (1991),2569： K. Matsubara et al.」に
よって知られている。なおβ相とは図８に示す結晶構造
である。同図において、空孔とＦe原子（●で表示）と
が体心点に交互に配置され、残りの格子点にはＳi原子
（○で表示）が配置された歪んだ構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記ドーピングについ
ては、添加する微量金属の種類によって効果に大きな差
があり、また組成物の結晶形についても、例えば同じア
モルファスであっても成型条件によって熱電特性が大き
く変化し、熱電対等の実用に供するには不十分であっ
た。
ては、添加する微量金属の種類によって効果に大きな差
があり、また組成物の結晶形についても、例えば同じア
モルファスであっても成型条件によって熱電特性が大き
く変化し、熱電対等の実用に供するには不十分であっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ＦeＳi2系鉄ケイ化物としてホウ素原子又はマ
ンガン原子を含むものを用い、この組成物を薄膜形状、
特にスピンキャスト法（液体急冷法）によりアモルファ
スリボンに形成することによって、高出力で高いエネル
ギー変換効率を持つ熱電半導体材料を提供するものであ
る。
発明は、ＦeＳi2系鉄ケイ化物としてホウ素原子又はマ
ンガン原子を含むものを用い、この組成物を薄膜形状、
特にスピンキャスト法（液体急冷法）によりアモルファ
スリボンに形成することによって、高出力で高いエネル
ギー変換効率を持つ熱電半導体材料を提供するものであ
る。
【０００５】本発明の熱電半導体材料の具体的な例とし
ては、ホウ素含有組成物についてはＦe0.33Ｓi0.66Ｂ
0.01 、Ｆe0.327Ｓi0.653Ｂ0.020が挙げられ、Ｎ型半導
体として有用である。またマンガン含有組成物について
はＦe0.323Ｍn0.010Ｓi0.667を挙げることができ、Ｐ型
半導体として有用である。ここで各元素の添え字はそれ
ぞれの元素のアトム比を表す。ホウ素含有組成物中に占
めるホウ素原子のモル比は、０．０１〜０．０２が好ま
しい。またマンガン含有組成物中に占めるマンガン原子
の比は、０．０１近傍が好ましい。上記組成物は、例え
ば真空中あるいは空気中で各成分を混合した原料を高周
波溶解することにより得ることができる。
ては、ホウ素含有組成物についてはＦe0.33Ｓi0.66Ｂ
0.01 、Ｆe0.327Ｓi0.653Ｂ0.020が挙げられ、Ｎ型半導
体として有用である。またマンガン含有組成物について
はＦe0.323Ｍn0.010Ｓi0.667を挙げることができ、Ｐ型
半導体として有用である。ここで各元素の添え字はそれ
ぞれの元素のアトム比を表す。ホウ素含有組成物中に占
めるホウ素原子のモル比は、０．０１〜０．０２が好ま
しい。またマンガン含有組成物中に占めるマンガン原子
の比は、０．０１近傍が好ましい。上記組成物は、例え
ば真空中あるいは空気中で各成分を混合した原料を高周
波溶解することにより得ることができる。
【０００６】本発明の熱電半導体材料を薄膜状に形成す
る方法としては、蒸着による方法等どのようなものでも
よいが、特に下記製造例に詳述するスピンキャスト法に
よりアモルファスのリボンを形成する方法が好ましい。
またこのスピンキャスト法による形成時において、ロー
ルの周速度は１０〜５２m/秒が好ましい。なお、スピン
キャスト法によって得られたリボンを粉砕し、その後、
成形して焼成しアニール処理する手段によって熱電半導
体材料として使いやすいバルク形状とすることもでき
る。
る方法としては、蒸着による方法等どのようなものでも
よいが、特に下記製造例に詳述するスピンキャスト法に
よりアモルファスのリボンを形成する方法が好ましい。
またこのスピンキャスト法による形成時において、ロー
ルの周速度は１０〜５２m/秒が好ましい。なお、スピン
キャスト法によって得られたリボンを粉砕し、その後、
成形して焼成しアニール処理する手段によって熱電半導
体材料として使いやすいバルク形状とすることもでき
る。
【０００７】上記のリボンは平均粒径８〜１０μmに迄
粉砕して使用することが好ましい。上記焼成のために例
えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のようなバインダ
ーを混入して造粒する。この造粒物の平均粒径は２０〜
１５０μmとすることが好ましい。またプレス成形後の
真空焼成は、１１００〜１１２０℃で２時間前後行うこ
とが好ましい。最後のアニール処理は８４０℃前後で約
５０時間行うことが好ましい。
粉砕して使用することが好ましい。上記焼成のために例
えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のようなバインダ
ーを混入して造粒する。この造粒物の平均粒径は２０〜
１５０μmとすることが好ましい。またプレス成形後の
真空焼成は、１１００〜１１２０℃で２時間前後行うこ
とが好ましい。最後のアニール処理は８４０℃前後で約
５０時間行うことが好ましい。
【０００８】
【作用】本発明の、アモルファスリボン形状を有する熱
電半導体材料を一対の素子として用いると、約１mV/Kの
高出力を得ることができる。
電半導体材料を一対の素子として用いると、約１mV/Kの
高出力を得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。製造例 スピンキャストによるアモルファスリボンの形成を次の
ようにして行った。すなわち、まず前記の高周波溶解に
よって得られた組成物をインゴットとし、このインゴッ
トから切り出した半導体の小片をφ９mmの石英管中で溶
解後、φ２０cmの銅円板上で片ロール法によるスピンキ
ャストを行いリボンを得た。ロールの周速度は１０、５
２m/秒の２種とした。スピンキャスト時の噴射ガスはＡ
rガス、噴射圧は１．４気圧であった。またロールの表
面状態は３態あり、粗度が＃６００のサンドペーパーに
よる研磨面、＃１８０のサンドペーパーによるリボン長
手方向に対して平行な縦きず面、及び 同じく＃１８０
のサンドペーパーによるリボン長手方向に対して垂直方
向の横きず面のいずれかである。こうして得た各リボン
を空気中で１０６３Ｋに１時間保持した。
説明する。製造例 スピンキャストによるアモルファスリボンの形成を次の
ようにして行った。すなわち、まず前記の高周波溶解に
よって得られた組成物をインゴットとし、このインゴッ
トから切り出した半導体の小片をφ９mmの石英管中で溶
解後、φ２０cmの銅円板上で片ロール法によるスピンキ
ャストを行いリボンを得た。ロールの周速度は１０、５
２m/秒の２種とした。スピンキャスト時の噴射ガスはＡ
rガス、噴射圧は１．４気圧であった。またロールの表
面状態は３態あり、粗度が＃６００のサンドペーパーに
よる研磨面、＃１８０のサンドペーパーによるリボン長
手方向に対して平行な縦きず面、及び 同じく＃１８０
のサンドペーパーによるリボン長手方向に対して垂直方
向の横きず面のいずれかである。こうして得た各リボン
を空気中で１０６３Ｋに１時間保持した。
【００１０】各試料の測定は次のように行った。 (a).熱起電力 銅電極の片側を水冷し、反対側を電気炉で加熱しながら
測定した。 (b).Ｘ線回折 理学電機製Geigerflex2031型ゴニオメーターを用いてＣ
oＫα線によるＸ線回折を室温で行い、日立製作所製S-2
0走査電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略称する）で表面を
観察した。 (c).メスバウアー効果 半導体試料に対してγ線の線源を移動させ、この移動に
よって生じたドップラーのずれの影響を受けたγ線エネ
ルギーが、上記半導体試料に吸収される様子をエネルギ
ーの関数として計数器によって計測した。
測定した。 (b).Ｘ線回折 理学電機製Geigerflex2031型ゴニオメーターを用いてＣ
oＫα線によるＸ線回折を室温で行い、日立製作所製S-2
0走査電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略称する）で表面を
観察した。 (c).メスバウアー効果 半導体試料に対してγ線の線源を移動させ、この移動に
よって生じたドップラーのずれの影響を受けたγ線エネ
ルギーが、上記半導体試料に吸収される様子をエネルギ
ーの関数として計数器によって計測した。
【００１１】実施例１ 上記製造例の方法により、Ｆe0.33Ｓi0.66Ｂ0.01の組成
を有し、ロール周速度１０m/秒、＃６００研磨ロール面
の条件の半導体アモルファスリボンを作製した。このリ
ボンの熱起電力の温度差依存性を図１に、またＳＥＭ像
を図９に示した。本実施例のリボンは、温度差３００度
で約１５０mVの高出力を達成していた（図１の曲線10m/
S参照）。図９のＳＥＭ像を見ると、前記β相が棒状に
伸びて微細な組織を形成しており、この結果熱起電力が
高くなったものと考えられる。
を有し、ロール周速度１０m/秒、＃６００研磨ロール面
の条件の半導体アモルファスリボンを作製した。このリ
ボンの熱起電力の温度差依存性を図１に、またＳＥＭ像
を図９に示した。本実施例のリボンは、温度差３００度
で約１５０mVの高出力を達成していた（図１の曲線10m/
S参照）。図９のＳＥＭ像を見ると、前記β相が棒状に
伸びて微細な組織を形成しており、この結果熱起電力が
高くなったものと考えられる。
【００１２】実施例２ 上記製造例の方法により、Ｆe0.327Ｓi0.653Ｂ0.020の
組成を有し、ロール周速度１０m/秒、ロール面３種（＃
６００研磨、＃１８０研磨縦きず及び＃１８０研磨横き
ず）の条件の半導体アモルファスリボンを作製した。こ
のリボンの熱起電力の温度差依存性を図２に示した。本
実施例のリボンのうち、＃６００研磨（図２の曲線10m/
s）及び＃１８０研磨横きず（同図の曲線10m/s横）の２
本は、温度差３００度で約１５０mVの高出力を達成して
いた。また＃１８０研磨縦きずのリボン（同図曲線10m/
s縦）についても、後述の比較例（同図曲線AA）と比べ
て明確に良好な熱起電力を示した。ロール面に縦きずが
ある場合に低めの熱起電力となるのは、β相が横きずと
垂直方向、すなわちリボンの縁に平行方向に棒状に伸び
る傾向があることに起因すると考えられる。
組成を有し、ロール周速度１０m/秒、ロール面３種（＃
６００研磨、＃１８０研磨縦きず及び＃１８０研磨横き
ず）の条件の半導体アモルファスリボンを作製した。こ
のリボンの熱起電力の温度差依存性を図２に示した。本
実施例のリボンのうち、＃６００研磨（図２の曲線10m/
s）及び＃１８０研磨横きず（同図の曲線10m/s横）の２
本は、温度差３００度で約１５０mVの高出力を達成して
いた。また＃１８０研磨縦きずのリボン（同図曲線10m/
s縦）についても、後述の比較例（同図曲線AA）と比べ
て明確に良好な熱起電力を示した。ロール面に縦きずが
ある場合に低めの熱起電力となるのは、β相が横きずと
垂直方向、すなわちリボンの縁に平行方向に棒状に伸び
る傾向があることに起因すると考えられる。
【００１３】実施例３ 上記製造例の方法により、Ｆe0.323Ｍn0.010Ｓi0.667の
組成を有し、ロール周速度１０m/秒又は５２m/秒の２
種、ロール面３種（＃６００研磨、＃１８０研磨縦きず
及び＃１８０研磨横きず）の条件の半導体アモルファス
リボンを作製した。このリボンの熱起電力の温度差依存
性を図３に、また＃１８０研磨縦きず及び＃１８０研磨
横きずのＳＥＭ像を図１０及び図１１にそれぞれ示し
た。本実施例のリボンはいずれも温度差３００度で約１
５０mVの高出力を達成していた（図３の線分[10m/s]は
ロール周速度１０m/秒の＃６００研磨、曲線[10m/s横]
は同＃１８０研磨横きず、曲線[10m/s縦]は同＃１８０
研磨縦きず、点[52m/s]はロール周速度５２m/秒の＃６
００研磨の結果をそれぞれ示す）。
組成を有し、ロール周速度１０m/秒又は５２m/秒の２
種、ロール面３種（＃６００研磨、＃１８０研磨縦きず
及び＃１８０研磨横きず）の条件の半導体アモルファス
リボンを作製した。このリボンの熱起電力の温度差依存
性を図３に、また＃１８０研磨縦きず及び＃１８０研磨
横きずのＳＥＭ像を図１０及び図１１にそれぞれ示し
た。本実施例のリボンはいずれも温度差３００度で約１
５０mVの高出力を達成していた（図３の線分[10m/s]は
ロール周速度１０m/秒の＃６００研磨、曲線[10m/s横]
は同＃１８０研磨横きず、曲線[10m/s縦]は同＃１８０
研磨縦きず、点[52m/s]はロール周速度５２m/秒の＃６
００研磨の結果をそれぞれ示す）。
【００１４】実施例４ 本例は、本発明に基づくＰ型，Ｎ型の素子を一対に接合
して、熱電半導体モジュールを作製する方法に関するも
のである。Ｎ型半導体は次のようにして作製した。すな
わち、実施例２によって形成（ロール面は＃６００研
磨）したアモルファスリボンを粉砕し、平均粒径１０μ
m程度の大きさにした。次にこれにバインダーとしてＰ
ＶＡを混入し、平均粒径１２０μmに造粒した後プレス
成形し、１１００℃で３時間の真空焼成を行った。最後
に８４０℃で１時間アニール処理し目的のＰ型半導体と
した。またＰ型半導体については、Ｆe0.330Ｓi0.660Ｍ
n0.0 10の組成のものをＰ型と同じように処理して形成し
た。こうして得られたＰ型半導体及びＮ型半導体を一対
に接合して熱起電力を測定したところ、１mV/Kの高出力
を得た。
して、熱電半導体モジュールを作製する方法に関するも
のである。Ｎ型半導体は次のようにして作製した。すな
わち、実施例２によって形成（ロール面は＃６００研
磨）したアモルファスリボンを粉砕し、平均粒径１０μ
m程度の大きさにした。次にこれにバインダーとしてＰ
ＶＡを混入し、平均粒径１２０μmに造粒した後プレス
成形し、１１００℃で３時間の真空焼成を行った。最後
に８４０℃で１時間アニール処理し目的のＰ型半導体と
した。またＰ型半導体については、Ｆe0.330Ｓi0.660Ｍ
n0.0 10の組成のものをＰ型と同じように処理して形成し
た。こうして得られたＰ型半導体及びＮ型半導体を一対
に接合して熱起電力を測定したところ、１mV/Kの高出力
を得た。
【００１５】比較例１ 実施例１と同じ組成のインゴットのままの半導体を用い
て、熱起電力の温度差依存性の測定を行った（本例では
インゴットは空気中で作製し、その後空気中で１０６３
Ｋ、１００時間の熱処理を行った（以後AAと略す））。
その結果、図１の曲線AAに示したようにこの半導体は温
度依存性をほとんど持たず、また図１２のＳＥＭ像から
不均一な粗い組織で形成されていることが分った。
て、熱起電力の温度差依存性の測定を行った（本例では
インゴットは空気中で作製し、その後空気中で１０６３
Ｋ、１００時間の熱処理を行った（以後AAと略す））。
その結果、図１の曲線AAに示したようにこの半導体は温
度依存性をほとんど持たず、また図１２のＳＥＭ像から
不均一な粗い組織で形成されていることが分った。
【００１６】比較例２ 実施例２と同じ組成の、インゴットのままの半導体を用
いて熱起電力の温度差依存性の測定を行った（インゴッ
トの形成条件は比較例２のものと同様のAAである）。そ
の結果、図２の曲線Ｄに示したようにこの半導体も温度
依存性をほとんど持たないことが分った。
いて熱起電力の温度差依存性の測定を行った（インゴッ
トの形成条件は比較例２のものと同様のAAである）。そ
の結果、図２の曲線Ｄに示したようにこの半導体も温度
依存性をほとんど持たないことが分った。
【００１７】比較例３ 実施例３と同じ組成の、インゴットのままの半導体を用
いて熱起電力の温度差依存性の測定を行った。この結果
を図３に示す。同図において、曲線AAは前記の条件で形
成したインゴットの結果を表し、曲線VAはインゴットを
真空中で作製し、その後空気で１０６３Ｋ、１００時間
の熱処理を行ったもの、曲線VVはインゴットの作製、熱
処理（温度、時間の条件は上記のものと同じ）とも真空
中で行ったものの結果である。これら３種類の半導体
は、温度差７００度で１００mV程度の熱起電力を示すも
のの、温度差３００度では、実施例３の各半導体に比較
して１／３以下の能力でしかなかった。
いて熱起電力の温度差依存性の測定を行った。この結果
を図３に示す。同図において、曲線AAは前記の条件で形
成したインゴットの結果を表し、曲線VAはインゴットを
真空中で作製し、その後空気で１０６３Ｋ、１００時間
の熱処理を行ったもの、曲線VVはインゴットの作製、熱
処理（温度、時間の条件は上記のものと同じ）とも真空
中で行ったものの結果である。これら３種類の半導体
は、温度差７００度で１００mV程度の熱起電力を示すも
のの、温度差３００度では、実施例３の各半導体に比較
して１／３以下の能力でしかなかった。
【００１８】比較例４ 上記製造例の方法により、Ｆe0.323Ｔi0.010Ｓi0.667の
組成を有する５種類の半導体を作製して熱起電力の温度
差依存性を測定し、その結果を図５に示した。同図にお
いて、曲線[10m/s]はロール周速度１０m/秒、＃６００
研磨ロール面の条件の半導体アモルファスリボン、曲線
[52m/s]はロール周速度５２m/秒、＃６００研磨ロール
面の条件の半導体アモルファスリボン、曲線AA、VA、VV
はそれぞれ上記で説明したインゴットである。同図で明
白なように、Ｔi原子を含む半導体はアモルファスリボ
ンであっても温度依存性が低い。
組成を有する５種類の半導体を作製して熱起電力の温度
差依存性を測定し、その結果を図５に示した。同図にお
いて、曲線[10m/s]はロール周速度１０m/秒、＃６００
研磨ロール面の条件の半導体アモルファスリボン、曲線
[52m/s]はロール周速度５２m/秒、＃６００研磨ロール
面の条件の半導体アモルファスリボン、曲線AA、VA、VV
はそれぞれ上記で説明したインゴットである。同図で明
白なように、Ｔi原子を含む半導体はアモルファスリボ
ンであっても温度依存性が低い。
【００１９】比較例５ 比較例４と同様に、Ｆe0.323Ｎi0.010Ｓi0.667の組成を
有する５種類の半導体を作製して熱起電力の温度差依存
性を測定し、その結果を図６に示した。同図において、
曲線10m/s、曲線52m/s、曲線AA、VA、VVはそれぞれ比較
例４で説明したと同様の熱電半導体材料である。同図で
明白なようにＮi原子を含む半導体は、Ｔi含有半導体ほ
どではないものの起電力は低い。
有する５種類の半導体を作製して熱起電力の温度差依存
性を測定し、その結果を図６に示した。同図において、
曲線10m/s、曲線52m/s、曲線AA、VA、VVはそれぞれ比較
例４で説明したと同様の熱電半導体材料である。同図で
明白なようにＮi原子を含む半導体は、Ｔi含有半導体ほ
どではないものの起電力は低い。
【００２０】比較例６ 比較例４及び５と同様にして、Ｖ、Ｃr、Ｃu、Ｃoの各
元素を含む組成物の、ロール周速度１０m/秒、＃６００
研磨ロール面の条件の半導体アモルファスリボン（図７
の線分10m/s）、ロール周速度５２m/秒、＃６００研磨
ロール面の条件の半導体アモルファスリボン（同図の線
分52m/s）、AA、VA、VVインゴットを作製した。次にこ
れら半導体の、室温から３００Ｋの温度差を与えた場合
の単位温度当たりの熱起電力を測定し、図７にプロット
した。なお比較のため同図には本発明に基づくＭn及び
Ｂ含有半導体並びに微量元素を含まない半導体（Ｆeと
表示した）の結果も載せた。この図から、Ｎ型半導体と
しては本願発明のＭn元素を含有するものが、又Ｐ型半
導体としては本願発明のＢ元素を含有するものがいずれ
も０．５mV/Kの熱起電力を示すが、他の元素はいずれも
低い値を示した。
元素を含む組成物の、ロール周速度１０m/秒、＃６００
研磨ロール面の条件の半導体アモルファスリボン（図７
の線分10m/s）、ロール周速度５２m/秒、＃６００研磨
ロール面の条件の半導体アモルファスリボン（同図の線
分52m/s）、AA、VA、VVインゴットを作製した。次にこ
れら半導体の、室温から３００Ｋの温度差を与えた場合
の単位温度当たりの熱起電力を測定し、図７にプロット
した。なお比較のため同図には本発明に基づくＭn及び
Ｂ含有半導体並びに微量元素を含まない半導体（Ｆeと
表示した）の結果も載せた。この図から、Ｎ型半導体と
しては本願発明のＭn元素を含有するものが、又Ｐ型半
導体としては本願発明のＢ元素を含有するものがいずれ
も０．５mV/Kの熱起電力を示すが、他の元素はいずれも
低い値を示した。
【００２１】参考例 上記製造例の方法により、Ｆe0.28Ｍn0.02Ｓi0.70の組
成の半導体を作製しメスバウアー効果を測定した。この
結果を図４に示す。本図によれば、低エネルギー側と高
エネルギー側に互いに半値幅と強度の異なる２つのピー
クが観察される。ローレンツ型プロフィルを仮定して最
小二乗法を適用することにより、観察結果は図８におけ
るＩサイトをＦeとＭn原子が占有し、ＩＩサイトをＦe
原子が占有しているとして解釈できる。このことはＦe
とＭn原子のＩサイトの占有状態がＰ型の熱起電力の発
生メカニズムと関係が深いことを示している。
成の半導体を作製しメスバウアー効果を測定した。この
結果を図４に示す。本図によれば、低エネルギー側と高
エネルギー側に互いに半値幅と強度の異なる２つのピー
クが観察される。ローレンツ型プロフィルを仮定して最
小二乗法を適用することにより、観察結果は図８におけ
るＩサイトをＦeとＭn原子が占有し、ＩＩサイトをＦe
原子が占有しているとして解釈できる。このことはＦe
とＭn原子のＩサイトの占有状態がＰ型の熱起電力の発
生メカニズムと関係が深いことを示している。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明の熱電半導
体材料は熱起電力の温度依存性が非常に高い優秀なもの
である。特に本発明に基づくＰ型半導体と、Ｎ型半導体
を一対に接合すれば１mV/Kの高出力を得ることができ、
高出力熱電半導体モジュールの製造が可能となる。
体材料は熱起電力の温度依存性が非常に高い優秀なもの
である。特に本発明に基づくＰ型半導体と、Ｎ型半導体
を一対に接合すれば１mV/Kの高出力を得ることができ、
高出力熱電半導体モジュールの製造が可能となる。
【図１】実施例１及び比較例１の結果を表す温度差−熱
起電力線図である。
起電力線図である。
【図２】実施例２及び比較例２の結果を表す温度差−熱
起電力線図である。
起電力線図である。
【図３】実施例３及び比較例３の結果を表す温度差−熱
起電力線図である。
起電力線図である。
【図４】参考例のMossbauer効果の測定結果を表すグラ
フである。
フである。
【図５】比較例４の結果を表す温度差−熱起電力線図で
ある。
ある。
【図６】比較例５の結果を表す温度差−熱起電力線図で
ある。
ある。
【図７】比較例６の結果を表す微量金属含有半導体の熱
起電力のグラフである。
起電力のグラフである。
【図８】β相の単位胞の一部を示す図である。
【図９】実施例１の熱電半導体材料となる金属組織の電
子顕微鏡写真である。
子顕微鏡写真である。
【図１０】実施例３の熱電半導体材料となる金属組織の
電子顕微鏡写真である。
電子顕微鏡写真である。
【図１１】同じく実施例３の熱電半導体材料となる金属
組織の電子顕微鏡写真である。
組織の電子顕微鏡写真である。
【図１２】比較例１の熱電半導体材料となる金属組織の
電子顕微鏡写真である。
電子顕微鏡写真である。
10m/s…ロール周速度10m/秒でスピンキャストを行った
アモルファスリボン、52m/s…ロール周速度52m/秒でス
ピンキャストを行ったアモルファスリボン、AA…空気中
で成形し、空気中で熱処理したインゴット、VA…空気中
で成形し、真空中で熱処理したインゴット、VV…真空中
で成形し、真空中で熱処理したインゴット。
アモルファスリボン、52m/s…ロール周速度52m/秒でス
ピンキャストを行ったアモルファスリボン、AA…空気中
で成形し、空気中で熱処理したインゴット、VA…空気中
で成形し、真空中で熱処理したインゴット、VV…真空中
で成形し、真空中で熱処理したインゴット。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＦeＳi2系鉄ケイ化物を含有する薄膜形
状の熱電半導体材料であって、前記ＦeＳi2系鉄ケイ化
物がホウ素原子又はマンガン原子を含む熱電半導体材
料。 - 【請求項２】 前記薄膜形状が、スピンキャスト法によ
って形成されたアモルファスのリボンである請求項１に
記載の熱電半導体材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191616A JPH0613663A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 熱電半導体材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191616A JPH0613663A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 熱電半導体材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613663A true JPH0613663A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=16277603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4191616A Pending JPH0613663A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 熱電半導体材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613663A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6653393B2 (en) | 2000-10-19 | 2003-11-25 | Soft99 Corporation | Paintwork coating composition and coating cloth |
| US20180148581A1 (en) * | 2013-09-30 | 2018-05-31 | Certainteed Corporation | Stain repellent and voc eliminating coatings and use thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4860018A (ja) * | 1971-12-01 | 1973-08-23 | ||
| JPS63119589A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | Hitachi Ltd | 熱電材料の製造方法 |
| JPH01165183A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Seiko Instr & Electron Ltd | 熱電素子の製造方法 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4191616A patent/JPH0613663A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4860018A (ja) * | 1971-12-01 | 1973-08-23 | ||
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| US6987074B2 (en) | 2000-10-19 | 2006-01-17 | Soft99 Corporation | Paintwork coating composition and coating cloth |
| US20180148581A1 (en) * | 2013-09-30 | 2018-05-31 | Certainteed Corporation | Stain repellent and voc eliminating coatings and use thereof |
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|---|---|---|---|
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