Recently, the chalcopyrite compounds are interested as a thermoelectric material[1]. It is known that some chalcopyrite compounds have good thermoelectric properties. For example, CuInTe2 has the dimensionless figure of merit, ZT=1.18 at 850K experimentally. It was reported that ZT of CuInTe2 is higher than that of any other undoped zinc-blende-type compounds which we know.
I evaluated the thermoelectric properties (Seebeck coefficient) of CuInTe2 system on the basis of the first principle calculation. The electronic structure calculation was performed using full-potential linearized augmented planewave (FLAPW) method. I evaluated thermoelectric properties based on the Bloch-Boltzmann Equation semiclassically[2], and estimated the carrier concentration under the rigid band approximation. In the previous work[1], CuInTe2 samples were annealed for three different times; 1hour, 3days and 7days. We calculated the thermoelectric properties for 3 different annealing cases and compered among them. As a results, I found that each crystal structures include more natural defects, as annealing time is longer.
From my study, my theoretical results are good agreement with the experimental one roughly. And it is possible to explain the effect of the annealing qualitatively from the Seebeck coefficient and the electronic structure. In addition, it is possible to suggest how to control the hole concentration in CuInTe2 under the fabrication process.
近年、カルコパイライト化合物は熱電材料として注目を浴びている。[1]カルコパイライト化合物は良い熱電特性を持つことが知られている。たとえば、CuInTe2 は850KにおいてZT=1.8を持つことが報告されている。[1]この値は、他のドープされていない閃亜鉛鉱構造の物質よりも高い値である。
第一原理計算を用いてCuInTe2の熱電特性（ゼーベック係数）を計算した。電子バンド構造はFLAPW法を用いて計算し、ゼーベック係数はリジッドバンド近似を用いて、半古典的な輸送方程式[2]を解くことで計算した。先行研究では３つの異なるアニール時間（1時間、3日間、７日間）で結晶を作っており、それぞれに対して比較を行った。その結果、アニールの時間が長くなるほど、結晶構造が大きく崩れていることがわかった。
本研究の結果において、理論計算の結果と実験の結果はおおよそ一致した。そして、ゼーベック係数とバンド構造の議論から、アニーリングの効果についても説明を可能にした。さらにこのことは、製造過程においてホール濃度や熱電特性をコントロールできるということを示している。