D3のNhatが筆頭著者として投稿した論文が、Journal of the European Ceramic Society に掲載されました。金属的な電気伝導を示すMagnéli相酸化タングステンW₁₈O₄₉のWをTiで部分置換することにより、電子キャリア濃度を下げて半導体化でき、1073 KでZT = 0.5が得られたという成果です。格子熱伝導率は1073 Kで0.5 W/Km以下で、緻密焼結した酸化物としては異例に低く、トンネル状の一次元空隙を持つ特異な結晶構造がフォノン散乱に大きく寄与していることが示唆されています。

Tiの固溶限界が低いので、不純物相の生成によりZTは0.5で頭打ちになってしまっていますが、単相領域でさらに電子濃度を下げることができれば、1073 KでZT=0.9が達成可能と予測しています。本因的に金属的な酸化物を脱ドープして高ZTが得られることを実証した希有な例だと思います。

An article first-authored by Nhat Quang Minh TRAN, a D3 student in our lab, was published online in Journal of the European Ceramic Society. It reported for the first time that tungsten-based Magnéli phase oxide W₁₈O₄₉ showing intrinsically metallic electrical conduction was successfully undoped by the Ti-substitution at the W site, attaining ZT = 0.5 at 1073 K. The lattice thermal conductivity of the oxide at 1073 K was less than 0.5 W/Km, showing a remarkably low value observed on densely sintered oxides. The paper predicts ZT = 0.9 at 1073 K if the more decrease in the carrier concentration would be attained within the single phase region.

“High-Temperature Thermoelectric Performance of (W_1−xTi_x)₁₈O₄₉“, Nhat Quang Minh TRAN, Michitaka OHTAKI, Koichiro SUEKUNI, J. Eur. Ceram. Soc., pre-proof available online 7 December 2021.　→Publicationsへ