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電子とフォノンで拓く熱電材料の未来

材料を形づくる電子の動きと、原子が集団で振動するフォノンという性質を制御し、新しい機能をもつ材料の研究開発を進めています。特に、身の回りで捨てられている熱を電気に変える熱電変換発電に注目しています。車や工場などから放出される熱を電気として再利用できれば、エネルギーを無駄なく使うことができます。私たちは、希少で高価な元素ではなく、環境に優しく大量生産が可能な元素から熱電材料をつくることを大切にしており、その代表例がホイスラー型Fe2VAl化合物です。この材料は企業や研究機関との共同研究で実用化に近づいており、更なる性能向上を目指しています。また、人体の熱を電気に変えるウェアラブル向け材料の開発にも挑戦しています。

物理工学類|准教授

宮崎 秀俊(ミヤザキ ヒデトシ)

MIYAZAKI Hidetoshi

7 エネルギーをみんなにそしてクリーンに
9 産業と技術革新の基盤をつくろう
11 住み続けられるまちづくりを

キーワード

エネルギー変換材料
熱電変換材料
電子・結晶構造解析
機械学習による材料探索

担当分野・プログラム

研究区分

応用物理物性
材料工学
応用物理工学
物理化学、機能物性化学

研究テーマ

  • エネルギー変換材料の探索と熱電特性評価
  • 機能性電子材料の創製と物性発現メカニズムの解明
  • 放射光分光・回折測定および理論計算を用いた電子・結晶構造解析
  • 第一原理計算と機械学習を活用した新規機能性材料の探索
  • フォノン制御に基づく高性能熱電材料の設計と評価

メッセージ

私たちの身の回りには、まだ十分に利用されていない熱やエネルギーが多く存在しています。私は、こうした未利用エネルギーを電気に変える熱電変換材料をはじめ、社会に役立つ新しい機能性材料の開発に取り組んでいます。放射光を用いた精密な構造解析、第一原理計算、機械学習を組み合わせることで、材料の性質が生まれる仕組みを原子・電子のレベルから理解し、次世代のエネルギー・環境技術につながる材料を創り出すことを目指しています。