エナーガイト型化合物Cu_3PS_4の合成と熱電性能の向上

摘要

熱電発電の応用拡大には熱電材料の低コスト化が必要である。そのために，熱電材料の主要構成元素には，埋蔵量・産出量が多く，精製が比較的簡単であることが求められる。Cu–S系化合物はその要求を満たし，加えて700 Kでの無次元熱電性能指数ZTが0.5–1.0に達することから注目を集めている。最近，エナーガイト型化合物Cu_3PS_4において比較的高いS2ρ−1 (S, ゼーベック係数;ρ: 電気抵抗率)が発現しうることが第一原理電子状態計算によって予想された。そこで本研究では，Cu_3PS_4のPをGeで置換してホールドープした系を合成し，その熱電物性を調べた。