熱電変換の基礎・最新動向からフレキシブル熱電変換デバイスのための有機系熱電材料研究

セミナー趣旨

　IoTの末端に位置する様々な孤立電子機器において電力自給は必須課題であり、人体や身の回りの排熱を利用するエナジーハーベスティングデバイスの研究が盛んになってきている。
　本セミナーでは、熱電変換の基礎、ウェアラブル用途などに要求される条件、有機系熱電材料に特有のメカニズム、熱電および熱伝導率測定の注意点などの基礎的知識を解説した後、我々が狙っている従来概念を超える「やわらかい」熱電材料／素子について、そのコンセプトといくつかの最新成果を紹介する。

必要な予備知識

この分野に興味のある方なら、特に必要は無い

習得できる知識

・熱電変換の基礎知識
・様々な材料における様々な熱電機構
・フレキシブル熱電材料に要求される性能とその根拠
・薄膜／微小量での熱電特性評価における注意点
・熱伝導率測定における注意点
・どのような材料が有望かの展望
など

セミナープログラム

１．熱電変換デバイスの基礎
　1-1　エナジーハーベスティングと熱電変換
　1-2　熱電変換の実用例
　1-3　熱電変換デバイスの基本構造と動作原理
　1-4　パワーファクターと無次元性能指数
　1-5　ゼーベック効果とペルチェ効果

２．ゼーベック効果の基礎
　2-1　ゼーベック効果概要
　2-2　ゼーベック効果の物理的な中身
　2-3　ゼーベック効果の理論式（線形応答理論より）
　2-4　様々な近似理論式
　2-5　やや特殊な例

３．熱電変換材料研究の現状概観
　3-1　無機熱電変換材料の現状
　3-2　古典的材料設計指針
　3-3　低次元化やナノ構造形成のメリットと限界
　3-4　実用化例と普及が進まない理由

４．フレキシブル熱電変換素子実現に向けて
　4-1　フレキシブル熱電変換デバイスの必要性
　4-2　どの程度の電力を供給できるか
　4-3　IoT電子回路の例とエナジーハーベスティンデバイスの需要予測
　4-4　電源回路から見た太陽電池と熱電変換素子の違い
　4-5　ウェアラブル熱電変換素子特有の要求事項
　4-6　有機系熱電材料／デバイスの報告例と典型的なデバイス構造

５．有機系熱電材料の評価法
　5-1　市販熱電特性評価装置の例
　5-2　熱電特性評価の一般的注意点
　5-3　有機熱電材料評価のための要求事項
　5-4　熱伝導率測定法の比較
　5-5　市販熱伝導率評価装置の例
　5-6　熱伝導率測定の一般的注意点

６．有機系熱電材料の広範囲サーベイ結果
　6-1　広範囲有機系熱電材料探索結果と考察
　6-2　有望と思われる材料系は？

７．当グループの材料戦略1：低分子系有機半導体における巨大ゼーベック効果
　7-1　巨大ゼーベック効果の発見と一般化
　7-2　巨大ゼーベック効果の特徴および発現条件
　7-3　巨大ゼーベック効果の発現機構の解明に向けて
　7-4　ポリマー半導体でも発現するのか？

８．当グループの材料戦略2：CNT間分子接合による熱・キャリア輸送独立制御
　8-1　不均一系熱電材料とは？
　8-2　コアシェル型単分子接合を利用した不均一系熱電材料設計
　8-3　CNT/タンパク質複合材料による断熱性熱電材料の創出
　8-4　熱輸送抑制機能を持つその他の分子接合
　8-5　ドーピングによるキャリア密度最適化
　8-6　CNT複合材料の紡糸と布状熱電変換デバイス

９．熱電派生研究：高熱伝導性フレキシブルCNT複合材料

＜質疑応答＞

セミナー講師

セミナー受講料

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