岩崎 秀夫 研究室

岩崎 秀夫 教授

応用物理学領域
岩崎研究室 岩崎 秀夫 教授

エネルギーの有効利用を推進する、
高性能熱電変換素子の開発

私は長らく超伝導体の物性について研究してきましたが、応用という観点から、超伝導と同じくエネルギー分野の一領域である熱電変換材料に関する物性研究を開始し、現在は、こちらが主なテーマとなっています。

熱電交換効率評価における問題

熱電エネルギー変換は、ゼーベック効果やペルチェ効果という半導体が示す熱電気現象を利用する技術です。私たちの周りの膨大な排熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換できる技術として注目され、実用化へ向けて鋭意研究が進められています。
熱電変換において最も重要な物理量は、熱電変換効率を示す無次元性能指数ZTです。従来、ZTは熱伝導度と電気抵抗に相関し、その測定値から算出されてきました。しかしながら、同じ材料でも研究所によってZTが異なるという問題がありました。これは熱伝導測定に起因するもので、電気的な絶縁体はあっても、熱的な絶縁体はないことによるものです。

精密な物性評価と新規素子の開発

以上の熱的測定の課題を克服するため、私たちは、電気抵抗測定のみでZTを評価するハーマン法装置を開発しました。材料に直流と交流を流し、その電圧の違いによって評価する方法であり、測定が簡便で、かつ容易に高精度化できます。しかも、mmサイズのバルク試料だけでなく、電圧測定のみという特性から微細な試料の評価において真価を発揮します。この特性を使い、μmサイズのミクロスコピック熱電変換素子の評価と素子の開発で実績を上げてきました。
現在は、nmサイズのナノスコピック熱電変換素子の評価に取り組んでいます。ナノスコピック系は、量子効果による熱電性能の飛躍的な向上が期待されることから、いま、熱電変換分野でホットな領域の一つです。私たちは、ナノスコピック熱電変換材料に対して信頼性の高い物性評価法を確立し、新たな高性能熱電変換素子の開発に臨みます。

水田研究室の紹介

ハイブリッド・ナノエレクトロニクスとアトムスケールデバイス

×