産業技術総合研究所は2024年2月8日、島根大学との共同研究において、温度差の向きと電流の向きを直交可能な、新たな熱電材料を開発したと発表した。 1種類の材料の中で、結晶方位によって電子とホールの移動方向が異なる特性は、ゴニオ極性と呼ばれる。これは材料中を等方的に伝導する電子と、異方的(縦方向のみ)に伝導するホールのバランスにより生じる現象だ。 研究チームは、キャリア密度を制御したMg3Sb2とMg3Bi2の単結晶を作製し、ゼーベック係数の温度変化を計測した。Mg3Sb2はキャリア密度が1018cm-3以下でゴニオ極性を発現し、Mg3Bi2は1019cm-3の高濃度領域でも特性を示すことを確かめた。 また、Mg3Sb2とMg3Bi2は電子フェルミ面が球状であるのに対し、ホールフェルミ面は平らな形状をしている。島根大学が第一原理計算で検証したところ、このフェルミ面の異方性(バンド異方性)が、