【課題】Bi2Te3系結晶をベースとして、表面電子を有する結晶(TI結晶)を製造でき、熱電変換特性の向上したBi2Te3系結晶(TEC結晶)の製造方法を提供する。【解決手段】Bi2Te3結晶(成分A)と3d遷移金属元素(成分B)とを混合して得た結晶組成物の部分の電気抵抗率を調整する工程を有し、Bi2Te3単結晶の温度T(K)における電気抵抗率をρ0(mΩcm)、前記部分の電気抵抗率をρ(mΩcm)としたとき、前記工程が、80≦T≦300でρが極小値を有し、かつ、T=80においてρ0<ρとなるような前記部分が、結晶組成物中に10%以上あるように成分Bを選択しその含有量を調整する工程1、又は、T=300でρ<0.6ρ0となるような前記部分が、結晶組成物中に20%以上あるように、成分Bを選択しその含有量を調整する工程2を有する。近年の固体物性理論の進展によって、特定のトポロジーの分類に属する状態を有し、バルク部分が絶縁体又は半導体であっても、表面が導電性を有する物質(以下、トポロジカル絶縁体という)が存在することが理論的に予想されていたところ、2000年代後半から、トポロジカル絶縁体性状を有すると考えられる具体的な結晶が見出されてきた(非特許文献1)。Bi2Te3系結晶については、Bi2Te3単結晶に過剰にTeを混合することで、トポロジカル絶縁体の性状を有すると考えられているBi2Te3系結晶(以下、TI結晶ともいう)が得られており、表面の導電性を担うと考えられている電子(以下、表面電子ともいう)の存在について詳細に調査されている(非特許文献2)。トポロジカル絶縁体における表面電子の移動度は、表面に不純物、フォノン等の散乱因子が存在しても、その影響を受け難いことが予想されており、トポロジカル絶縁体の性状を有すると考えられているTI結晶系において、表面に存在する電子の移動度自体が極めて高く、その温度依存性が極めて小さいと考えられている。このように移動度が極めて高く温度に対して安定な電子は、コンピュータ等の電子機器中の各種素子の時間応答性を大幅に短縮することが期待されている。Bi2Te3系結晶は、低温度領域の熱エネルギーの回収を目的に、低温度領域の排熱を利用して発電が可能な熱電変換モジュールとして注目されている(非特許文献3)。本発明は、Bi2Te3結晶と3d遷移金属とを含む結晶組成物の製造方法、及び、その製造方法によって得られうるBi2Te3結晶と3d遷移金属とを含む結晶組成物に関する。ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は,下記問合せ先にご相談下さい。同じキーワードでJ-STORE内を検索することが出来ます。