新ヘテロナノ構造を用いたフォノン・キャリア波動制御に基く高性能Si熱電材料の創製

本研究では、ナノ構造フォノン散乱体と電子輸送制御した超格子構造を同時に組み込み、ゼーベック係数制御にも注目し、極小熱伝導率と高出力因子を同時に発現させるという学術的戦略に基づいたSi系熱電材料の性能向上を目的とした。本研究では、原子レベルの界面の高度制御（歪・組成）により、高電子状態縮重度・低界面障壁を実現する電子輸送超格子を形成し、n型SiGe超格子の中で、最高の出力因子を実現した。本界面制御により、高い出力因子を保持しながら熱伝導率の低減にも成功した。さらに、単純なデバイスの動作を確認した。本研究は、LSI技術と共存可能な高性能Si系熱電材料への道の可能性を示したことを意味する。