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JP2010050185A - Mg INTERMETALLIC COMPOUND, AND DEVICE APPLYING THE SAME - Google Patents

Mg INTERMETALLIC COMPOUND, AND DEVICE APPLYING THE SAME Download PDF

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JP2010050185A
JP2010050185A JP2008211420A JP2008211420A JP2010050185A JP 2010050185 A JP2010050185 A JP 2010050185A JP 2008211420 A JP2008211420 A JP 2008211420A JP 2008211420 A JP2008211420 A JP 2008211420A JP 2010050185 A JP2010050185 A JP 2010050185A
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thermoelectric
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Akihiko Kato
彰彦 加藤
Takeshi Yagi
毅 八木
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FDK Corp
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Abstract

【課題】 電気伝導性に優れたp型のMg金属化合物(MgX)を提供すること
【解決手段】 逆ホタル石構造を有する一般式:MgX(Xは4族元素Si及びGe及びSnから選択される一種または複数の元素)であって、アクセプタードーパントとして、Liを含むようにした。Liは、MgXに対して高い固溶限界を有し、高い電気伝導度を有するMgXとなる。また、Liは毒性が低いので、環境にも優しいMgXとなる。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a p-type Mg metal compound (Mg 2 X) excellent in electrical conductivity. A general formula having an inverted fluorite structure: Mg 2 X (X represents group 4 elements Si and Ge and One or a plurality of elements selected from Sn), and Li was included as an acceptor dopant. Li has a high solid solubility limit with respect to Mg 2 X, the Mg 2 X with high electrical conductivity. Moreover, since Li has low toxicity, it becomes Mg 2 X which is environmentally friendly.
[Selection figure] None

Description

本発明は、p型のMg金属間化合物及びそれを応用したデバイスに関するものである。   The present invention relates to a p-type Mg intermetallic compound and a device using the same.

半導体材料から成る熱電変換材料としては、これまでBi−Te系等の半導体材料が検討され、一部実用化されている。しかし一般民生用として、300℃以上の中高温で使用できる熱電材料は、未だ特性不十分であり、実用化にはまだ遠いのが現状である。   As thermoelectric conversion materials made of semiconductor materials, semiconductor materials such as Bi-Te have been studied and some of them have been put into practical use. However, thermoelectric materials that can be used for general consumer use at medium and high temperatures of 300 ° C. or higher are still insufficient in characteristics and are still far from being put into practical use.

一方、特許文献1に開示されているように、Mg−Si系熱電材料を構成する代表的なものの一つとして、MgSiがある。このMgSiを構成する元素は、毒性がないとともに地球地殻に豊富に存在するという点でも好ましい。このように、Mg金属間化合物MgXは、n型の熱電変換材料としては有望であり開発が進められているが、p型伝導性の熱電変換材料としては、Ag添加や、Ga添加(特許文献2,非特許文献1)が提案されている程度である。p型の電気伝導性が良好なMgXが実現できれば、pn素子が作製でき熱電変換素子や赤外用の受発光素子としても有望である。
特開2002−285274号公報 特開2008−160077号公報 第55回応用物理学関係連合講演会予稿集 講演番号29a−C−1 「第一原理計算によるGa添加p型 Mg2Siの設計と作製」
On the other hand, as disclosed in Patent Document 1, there is Mg 2 Si as one of typical examples of the Mg—Si-based thermoelectric material. The element constituting Mg 2 Si is preferable in that it is not toxic and is abundant in the earth's crust. As described above, the Mg intermetallic compound Mg 2 X is promising as an n-type thermoelectric conversion material and is under development. However, as a p-type thermoelectric conversion material, Ag addition or Ga addition ( Patent Document 2 and Non-Patent Document 1) have been proposed. If Mg 2 X having good p-type electrical conductivity can be realized, a pn element can be produced, and it is promising as a thermoelectric conversion element or an infrared light emitting / receiving element.
JP 2002-285274 A JP 2008-160077 A Proceedings of the 55th Joint Conference on Applied Physics Lecture number 29a-C-1 “Design and fabrication of Ga-doped p-type Mg2Si by first-principles calculation”

上述したように、Mg金属間化合物であるMgXは、n型の熱電変換材料については各種のものが開発されているが、p型伝導性の良好な熱電変換材料は十分に開発されてはいない。すなわち、たとえば、Ga添加のMgXは、Ag添加よりは低電気抵抗となり好ましいが、非特許文献1にも開示されているように、ホール密度が1×1019 cm−3程度であるので、実用に供し得るには、ホール密度のさらなる向上が要求される。 As described above, Mg 2 X, which is an Mg intermetallic compound, has been developed with respect to n-type thermoelectric conversion materials, but thermoelectric conversion materials with good p-type conductivity have been fully developed. No. That is, for example, Mg-added Ga-added X 2 is preferable because it has a lower electrical resistance than Ag-added, but as disclosed in Non-Patent Document 1, the hole density is about 1 × 10 19 cm −3 . In order to be practically used, further improvement in hole density is required.

この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、電気伝導性に優れたp型のMg金属化合物(MgX)及びそれを応用したデバイスを提供することにある。 This invention is intended to solve the problems described above, and its object is to provide electrical conductivity to excellent p-type Mg metal compound (Mg 2 X) and the device that applies it.

上述した目的を達成するために、(1)本発明に係るMg金属間化合物は、逆ホタル石構造を有する一般式:MgX(Xは4族元素Si及びGe及びSnから選択される一種または複数の元素)であって、アクセプタードーパントとして、Liを含むように構成した。 In order to achieve the above-described object, (1) the Mg intermetallic compound according to the present invention is a general formula having an inverted fluorite structure: Mg 2 X (X is a group selected from the group 4 elements Si, Ge, and Sn) Or a plurality of elements), and Li is included as an acceptor dopant.

逆ホタル石構造を有する一般式:MgX(Xは、4族元素)は、環境負荷が少ない狭バンドギャップ半導体となる。Liは、MgXに対して高い固溶限界を有する。従って、ホールキャリアの源であるアクセプターとなるLiを添加することにより、高い電気伝導を有するp型MgXとなる。本発明に係るMg金属間化合物は、たとえば、垂直ブリッジマン法によって作製が可能となる。そして、Liは、Mgサイトに置換固溶し、p型キャリア(ホール)をMgX中に生成することになる。添加元素がMgサイトに置換固溶する欠陥の生成に必要なエネルギーである形成エネルギーが、AgやGaと比較してLiは低エネルギーであるので、高い固溶限界が期待でき、それに伴い高いホール密度を有するp型MgXが実現できる。さらに、Liは、毒性が低いので、環境に優しいMgXとなる。 The general formula: Mg 2 X (X is a group 4 element) having an inverted fluorite structure is a narrow band gap semiconductor with a low environmental load. Li has a high solid solubility limit with respect to Mg 2 X. Therefore, by adding Li as an acceptor that is a source of hole carriers, p-type Mg 2 X having high electrical conductivity is obtained. The Mg intermetallic compound according to the present invention can be produced, for example, by the vertical Bridgman method. Li is substituted and dissolved in the Mg site, and p-type carriers (holes) are generated in Mg 2 X. Since the formation energy, which is the energy required for the generation of defects in which the additive element substitutes into the solid solution at the Mg site, is lower than that of Ag or Ga, a high solid solution limit can be expected, and accordingly, a higher hole is expected. A p-type Mg 2 X having a density can be realized. Furthermore, since Li has low toxicity, it becomes environmentally friendly Mg 2 X.

(2)前記アクセプタードーパントのLiの濃度が、全原子の6.4×10−3at%以上3.2at%以下とするのがよい。 (2) The Li concentration of the acceptor dopant is preferably 6.4 × 10 −3 at% or more and 3.2 at% or less of all atoms.

(3)本発明に係るp型熱電変換材料としては、上記の(1),(2)に記載のMg金属間化合物のゼーベック係数αが、50μV/K以上することである。(4)また、上記の(1),(2)に記載のMg金属間化合物の電気抵抗率ρが、10mΩcm以下とすることでもよい。   (3) The p-type thermoelectric conversion material according to the present invention is such that the Seebeck coefficient α of the Mg intermetallic compound described in the above (1) and (2) is 50 μV / K or more. (4) The electrical resistivity ρ of the Mg intermetallic compound described in (1) and (2) above may be 10 mΩcm or less.

(5)本発明の熱電変換素子は、複数のp型熱電変換材料と複数のn型熱電変換材料とが交互に配置されると共に、電気的に直列接続される熱電変換素子であって、複数のp型熱電変換材料の少なくとも1つが上記の(3)または(4)に記載の熱電変換材料とすることである。   (5) The thermoelectric conversion element of the present invention is a thermoelectric conversion element in which a plurality of p-type thermoelectric conversion materials and a plurality of n-type thermoelectric conversion materials are alternately arranged and electrically connected in series. At least one of the p-type thermoelectric conversion materials is the thermoelectric conversion material described in (3) or (4) above.

(6)本発明に係る熱電冷却装置は、上記の(5)に記載の熱電変換素子と、その熱電変換素子に電気的に接続された直流電源と、を備えて構成することである。(7)また、本発明の熱電発電モジュールは、上記の(5)に記載の熱電変換素子と、その熱電変換素子に電気的に接続され、温度差によって前記熱電変換素子から電位差が生じるように構成することである。(8)さらに本発明の遠赤外受発光素子は、n型Mg金属間化合物と、(1)または(2)に記載のp型Mg金属間化合物と、を具備し、それらをpn接合することで構成される。   (6) The thermoelectric cooling device according to the present invention includes the thermoelectric conversion element according to (5) above and a DC power source electrically connected to the thermoelectric conversion element. (7) Moreover, the thermoelectric power generation module of the present invention is electrically connected to the thermoelectric conversion element according to (5) above and the thermoelectric conversion element so that a potential difference is generated from the thermoelectric conversion element due to a temperature difference. Is to configure. (8) The far-infrared light emitting / receiving element of the present invention further includes an n-type Mg intermetallic compound and the p-type Mg intermetallic compound described in (1) or (2), and pn junctions them. Consists of.

本発明では、MgXへの固溶限界が高いLiをアクセプタードーパントに含むようにしたので、電気伝導性に優れたp型のMg金属化合物(MgX)を実現できる。これにより、環境負荷が低い物質を用いた熱電変換素子や赤外線受発光素子その他のデバイスが実現される。 In the present invention, Li, which has a high solubility limit in Mg 2 X, is included in the acceptor dopant, so that a p-type Mg metal compound (Mg 2 X) excellent in electrical conductivity can be realized. As a result, a thermoelectric conversion element, an infrared light receiving / emitting element or other device using a substance having a low environmental load is realized.

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。本実施形態のMg金属化合物は、逆ホタル石構造を有する一般式:MgX(Xは4族元素Si及びGe及びSnから選択される一種または複数の元素)において、電気伝導性を良好にするためにアクセプタードーパントとして、Liを含むように構成した。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The Mg metal compound of this embodiment has good electrical conductivity in the general formula Mg 2 X (X is one or more elements selected from Group 4 elements Si, Ge and Sn) having an inverted fluorite structure. Therefore, Li was included as an acceptor dopant.

本実施形態では、XがSi、すなわちMgSiを作製する際に、Liを添加した場合について考える。LiをMgサイトに置換固溶した場合、−1価に帯電した欠陥になり、Li−原子あたり1つのp型キャリア(ホール)をMgSiに放出するアクセプターとなる。そこで、当該MgSiについて第一原理解析により、p型キャリア密度ごとに計算されたMgSiのパワーファクター(α/ρ)を求めた。その結果、図1に示すようになった。ここで、τはキャリア伝導における緩和時間である。通常、第一原理解析でゼーベック係数αを計算する際には、τを定数とみなすことが多いので、パワーファクターをτで割った量で検討しても問題はない。また、このパワーファクターをτで割った量は温度によって多少異なるが、図1は、代表的な温度として、800Kの場合を示している。 In the present embodiment, a case where Li is added when X is made of Si, that is, Mg 2 Si will be considered. When Li is solid-dissolved at the Mg site, it becomes a negatively charged defect and becomes an acceptor that releases one p-type carrier (hole) per Li-atom to Mg 2 Si. Therefore, the first-principles analyzed Mg 2 Si, was determined power factor of the p-type carrier density per the calculated Mg 2 Si (α 2 / ρ ). As a result, it came to show in FIG. Here, τ is a relaxation time in carrier conduction. Usually, when calculating the Seebeck coefficient α in the first principle analysis, τ is often regarded as a constant, so there is no problem even if the power factor is divided by τ. Further, although the amount obtained by dividing the power factor by τ is slightly different depending on the temperature, FIG. 1 shows a case of 800 K as a typical temperature.

図1から明らかなように、パワーファクターは、キャリア密度が1×1020cm−3でピークを迎え、その有効な範囲は1×1018cm−3から5×1020cm−3となっている。従って、p型MgSiにおいて望ましいキャリア密度は、1×1018cm−3以上、5×1020cm−3以下となる。このことから、結晶構造(一辺が6.35オングストロームの立方体中に4化学式分が含まれる)から換算して、Liの添加量は、全原子に対して6.4×10−3at%以上3.2at%以下の割合となる。 As is clear from FIG. 1, the power factor peaks when the carrier density is 1 × 10 20 cm −3 , and the effective range is from 1 × 10 18 cm −3 to 5 × 10 20 cm −3. Yes. Therefore, a desirable carrier density in p-type Mg 2 Si is 1 × 10 18 cm −3 or more and 5 × 10 20 cm −3 or less. From this fact, the amount of Li added is 6.4 × 10 −3 at% or more based on the total atoms in terms of the crystal structure (4 chemical formulas are contained in a 6.35 Å cube). The ratio is 3.2 at% or less.

一方、逆ホタル石構造を有する一般式:MgX(Xは4族元素Si及びGe及びSnから選択される一種または複数の元素)におけるp型アクセプタードーパントとしては、従来、Agが良く知られている。また、別の構成としては、Gaを添加することも提案されている。そこで、本発明の効果を実証するため、LiとAgとGaがアクセプター(−1価に帯電した欠陥)となる際に必要なエネルギー(欠陥形成エネルギー)を、第一原理解析により算出すると、図2に示すような結果が得られた。 On the other hand, as a p-type acceptor dopant in the general formula having an inverted fluorite structure: Mg 2 X (X is one or more elements selected from Group 4 elements Si, Ge, and Sn), Ag is conventionally well known. It has been. As another configuration, addition of Ga has also been proposed. Therefore, in order to demonstrate the effect of the present invention, the energy (defect formation energy) required when Li, Ag, and Ga become acceptors (defects charged to −1 valence) is calculated by first-principles analysis. Results as shown in 2 were obtained.

図2は、MgとSiの比が、2:1よりもSiが多いSi−rich条件の場合の欠陥形成エネルギーを示している。欠陥形成エネルギーとは、欠陥構造ができる際に必要なエネルギーを完全結晶を基準にして表したものであり、その値(エネルギーロス)が小さい欠陥ほど形成しやすいことを表す。つまり、欠陥形成エネルギーが小さいほど、キャリアがたくさん入りやすいと言える。   FIG. 2 shows the defect formation energy in the Si-rich condition where the ratio of Mg to Si is greater than 2: 1. The defect formation energy is the energy required when a defect structure is formed on the basis of a complete crystal, and indicates that a defect with a smaller value (energy loss) is easier to form. In other words, it can be said that the smaller the defect formation energy, the more carriers can enter.

図2において、フェルミエネルギーの原点は、MgSiの価電子帯の上端を基準にしている。また、計算上の伝導帯の下端は、0.2eVである。従って、半導体としてのフェルミエネルギーの全領域は、価電子帯上端(0ev)から伝導帯下端(0.2eV)までとなり、当該全領域にわたり、Liをアクセプタードーパントとして用いたものは、GaやAgをアクセプタードーパントとして用いたものに比べて、欠陥形成エネルギーが低いことが確認できる。このように欠陥形成エネルギーが低いということは、欠陥が形成されやすいことを意味し、固溶限界が高いことを意味する。よって、半導体としてのフェルミエネルギーの全領域においてLiの方がAgやGaよりも欠陥形成エネルギーが低い。同様に、化学式通りのMgとSiの比が2:1の場合やMgの比が更に高い場合も半導体としてのフェルミエネルギーの全領域においてLiの方がAgやGaよりも欠陥形成エネルギーが低いことが示される。 In FIG. 2, the origin of Fermi energy is based on the upper end of the valence band of Mg 2 Si. The lower end of the calculated conduction band is 0.2 eV. Therefore, the entire region of Fermi energy as a semiconductor is from the upper end of the valence band (0 ev) to the lower end of the conduction band (0.2 eV), and using Li as an acceptor dopant over the entire region is Ga or Ag. It can be confirmed that the defect formation energy is low as compared with those using as an acceptor dopant. Such a low defect formation energy means that defects are easily formed, and means that the solid solution limit is high. Therefore, Li has lower defect formation energy than Ag or Ga in the entire region of Fermi energy as a semiconductor. Similarly, even when the ratio of Mg and Si according to the chemical formula is 2: 1 or when the ratio of Mg is higher, Li has a lower defect formation energy than Ag or Ga in the entire region of Fermi energy as a semiconductor. Is shown.

これらのことから、Liの方がAgやGaよりも固溶限界が高く、高いキャリア密度が得られ、Ag添加やGa添加に比べててLiを添加したMgSiが、良好な電気伝導性を得られる。よって、Liを添加元素にすることによって、MgSiは、高いパワーファクタを有する熱電材料となる。さらに、Liは毒性が低いことから、Li添加のMgSiは、Ag添加やGa添加のMgSiに比べて、環境的にも優しく好ましい環境調和熱電変換材料となる。 From these facts, Li has a higher solid solubility limit than Ag and Ga, a high carrier density is obtained, and Mg 2 Si to which Li is added compared to Ag addition or Ga addition has better electrical conductivity. Can be obtained. Therefore, by using Li as an additive element, Mg 2 Si becomes a thermoelectric material having a high power factor. Furthermore, since Li has low toxicity, Li-added Mg 2 Si becomes an environmentally friendly and preferable environmentally friendly thermoelectric conversion material compared to Ag-added or Ga-added Mg 2 Si.

上述した実施形態は、XがSi単独のMgSiについて説明したが、XがSiに加えてGeとSnの一方または双方をさらに含むものでもよく、その場合の存在比は任意に設定できる。さらに、XはSiに限ることはなく、GeまたはSn単独としたり、Ge並びにSnとしたりすることもでき、GeとSnからなる場合の存在は任意に設定できる。 Embodiment described above, X is has been described Si single Mg 2 Si, it may be those in which X further includes one or both of in addition to Si Ge and Sn, can be present ratio is arbitrarily set in that case. Furthermore, X is not limited to Si, but can be Ge or Sn alone, or Ge and Sn. The presence of Ge and Sn can be arbitrarily set.

次に、本発明に係るMg金属間化合物を製造するには、例えば、溶解凝固法や垂直ブリッジマン法などを用いて行える。一例として、XとしてSiの場合における垂直ブリッジマン法を用いた作製方法を説明する。まず、Si,Mg,Liの原料粉末を所定の組成比になるように秤量し、グラファイト坩堝に充填する。そのグラファイト坩堝を石英管に封入し、Mgの蒸発を抑制するために、アルゴンガスをチャージした雰囲気にする。ついで1373Kで溶解後、5mm/hの速度で坩堝を下げ、結晶成長を行なうことで数mm単位の単結晶を製造できる。このようにして製造した単結晶を、粉砕混合し、焼結を行うことで、緻密な焼結体からなるMg金属間化合物を製造できる。   Next, in order to produce the Mg intermetallic compound according to the present invention, for example, a solution solidification method or a vertical Bridgman method can be used. As an example, a manufacturing method using the vertical Bridgman method in the case of Si as X will be described. First, raw material powders of Si, Mg, and Li are weighed so as to have a predetermined composition ratio, and filled into a graphite crucible. The graphite crucible is sealed in a quartz tube, and an atmosphere charged with argon gas is used to suppress the evaporation of Mg. Subsequently, after melting at 1373 K, the crucible is lowered at a rate of 5 mm / h and crystal growth is performed, whereby a single crystal of several mm can be manufactured. The thus produced single crystal is pulverized, mixed, and sintered to produce an Mg intermetallic compound composed of a dense sintered body.

さらに、本実施形態のMg金属間化合物をp型熱電変換材料として用いる場合には、ゼーベック係数αが50μV/K以上になるように設定するとよい。或いは、電気抵抗率ρが10mΩcm以下になるように設定するとよい。このような場合において、パワーファクター(α/ρ)を大きくすることができる。 Furthermore, when the Mg intermetallic compound of the present embodiment is used as a p-type thermoelectric conversion material, the Seebeck coefficient α may be set to 50 μV / K or more. Alternatively, the electrical resistivity ρ may be set to 10 mΩcm or less. In such a case, the power factor (α 2 / ρ) can be increased.

一方、MgX金属間化合物を用いたn型の熱電変換材料は、従来から製造されている。そこで、係るn型の熱電変換材料と、本実施形態のMgX金属間化合物からなるp型の熱電変換材料とを、それぞれ複数用意するとともに交互に配置し、かつ電気的に直列接続されるように形成することで、本発明の熱電変換素子の一実施形態を構成することができる。この例では、全ての熱電変換材料をMgX金属間化合物で構成したが、本発明はこれに限ることはなく、複数のp型熱電変換材料と複数のn型熱電変換材料とが交互にかつ電気的に直列接続される構成において、複数のp型熱電変換材料の少なくとも一つが本発明の熱電変換材料とすればよい。 On the other hand, n-type thermoelectric conversion materials using Mg 2 X intermetallic compounds have been conventionally produced. Therefore, a plurality of such n-type thermoelectric conversion materials and p-type thermoelectric conversion materials made of the Mg 2 X intermetallic compound of this embodiment are prepared, arranged alternately, and electrically connected in series. By forming as described above, an embodiment of the thermoelectric conversion element of the present invention can be configured. In this example, all the thermoelectric conversion materials are composed of Mg 2 X intermetallic compounds, but the present invention is not limited to this, and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials and a plurality of n-type thermoelectric conversion materials are alternately arranged. And in the structure electrically connected in series, at least one of the plurality of p-type thermoelectric conversion materials may be the thermoelectric conversion material of the present invention.

そして、上記の熱電変換素子に対し、直流電源を電気的に接続することで、本発明の熱電冷却装置の一実施形態を構成できる。また、上記の熱電変換素子を用いることで、温度差によって当該熱電変換素子から電位差が生じる熱電発電モジュールを構築することもできる。さらに、p型のMg金属間化合物とn型のMg金属間化合物をpn接合させることで、遠赤外受発光素子を形成できる。   And one Embodiment of the thermoelectric cooling device of this invention can be comprised by electrically connecting DC power supply with respect to said thermoelectric conversion element. In addition, by using the thermoelectric conversion element, it is possible to construct a thermoelectric power generation module that generates a potential difference from the thermoelectric conversion element due to a temperature difference. Furthermore, a far-infrared light emitting / receiving element can be formed by pn junction of a p-type Mg intermetallic compound and an n-type Mg intermetallic compound.

本発明の作用効果を説明するグラフである。It is a graph explaining the effect of this invention. 本発明の作用効果を説明するグラフである。It is a graph explaining the effect of this invention.

Claims (8)

逆ホタル石構造を有する一般式:MgX(Xは4族元素Si及びGe及びSnから選択される一種または複数の元素)であって、
アクセプタードーパントとして、Liを含むように構成されたことを特徴とするMg金属間化合物。
A general formula having an inverted fluorite structure: Mg 2 X (X is one or more elements selected from Group 4 elements Si and Ge and Sn),
An Mg intermetallic compound characterized in that it contains Li as an acceptor dopant.
前記アクセプタードーパントのLiの濃度が、全原子の6.4×10−3at%以上3.2at%以下としたことを特徴とする請求項1に記載のMg金属間化合物。 2. The Mg intermetallic compound according to claim 1, wherein a concentration of Li of the acceptor dopant is 6.4 × 10 −3 at% or more and 3.2 at% or less of all atoms. 請求項1または2に記載のMg金属間化合物のゼーベック係数αが、50μV/K以上であることを特徴とすp型熱電変換材料。   A p-type thermoelectric conversion material characterized in that the Seebeck coefficient α of the Mg intermetallic compound according to claim 1 or 2 is 50 μV / K or more. 請求項1または2に記載のMg金属間化合物の電気抵抗率ρが、10mΩcm以下であることを特徴とするp型熱電変換材料。   The p-type thermoelectric conversion material, wherein the electrical resistivity ρ of the Mg intermetallic compound according to claim 1 or 2 is 10 mΩcm or less. 複数のp型熱電変換材料と複数のn型熱電変換材料とが交互に配置されると共に、電気的に直列接続される熱電変換素子であって、
前記複数のp型熱電変換材料の少なくとも1つが請求項3または4に記載の熱電変換材料であることを特徴とする熱電変換素子。
A thermoelectric conversion element in which a plurality of p-type thermoelectric conversion materials and a plurality of n-type thermoelectric conversion materials are alternately arranged and electrically connected in series,
The thermoelectric conversion element according to claim 3 or 4, wherein at least one of the plurality of p-type thermoelectric conversion materials is the thermoelectric conversion material according to claim 3 or 4.
請求項5に記載の熱電変換素子と、その熱電変換素子に電気的に接続された直流電源と、を備えたことを特徴とする熱電冷却装置。   A thermoelectric cooling device comprising: the thermoelectric conversion element according to claim 5; and a DC power source electrically connected to the thermoelectric conversion element. 請求項5に記載の熱電変換素子と、その熱電変換素子に電気的に接続され、温度差によって前記熱電変換素子から電位差が生じるように構成したことを特徴とする熱電発電モジュール。   6. A thermoelectric power generation module comprising: the thermoelectric conversion element according to claim 5; and a thermoelectric power generation module configured to be electrically connected to the thermoelectric conversion element and to generate a potential difference from the thermoelectric conversion element due to a temperature difference. n型Mg金属間化合物と、請求項1または2に記載のp型Mg金属間化合物と、を具備し、それらがpn接合されたことを特徴とする赤外受発光素子。   An infrared light receiving and emitting device comprising an n-type Mg intermetallic compound and the p-type Mg intermetallic compound according to claim 1, wherein the pn junction is provided.
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