岩崎研究室 岩崎 秀夫 教授

Photo: 岩崎 秀夫 教授

〈専門分野〉低温固体物性、超伝導物性、熱電材料物性
〈キーワード〉グリーンイノベーション、低温物性、熱電デバイス

高い性能をもつ機能性材料の創製 ━ 電子輸送現象からのアプローチ ━

研究内容

 現在、環境保全を含めて地球規模で必要性が叫ばれているのがエネルギーの有効利用です。廃熱エネルギーを利用して且つ有害物質を出さない技術、エネルギーの輸送や貯蔵の技術などが挙げられ、これらに関連するものが、超伝導体、熱電半導体を対象とする科学技術分野です。本研究室では、電子輸送現象に関する実験手法を使い、これらの材料物性を基礎から応用にわたって物理学的な立場から明らかにし、機能的な実用材料の創製を目指しています。

1.高温酸化物超伝導体における渦糸状態

 酸化物超伝導体は、従来型の超伝導体よりも超伝導転移温度が飛躍的に高い物質群で基礎物理の問題とともに応用の点からも注目されています。超伝導体に電流を流すと磁場が誘起され、試料内に磁束が量子化された形で侵入し渦糸状態を形成します。渦糸系がどのような性質を持つかは、応用の観点からも重要です。結晶をどの方向から見るかによって違った物性を示す性質(異方性)をキーパラメータとして、渦糸のピンニング効果、渦糸間の相互作用、熱エネルギーの影響を考慮しながら、渦糸系の振る舞い調べています。

岩崎研究室イメージ

2.熱電エネルギー変換の高効率化

 熱電半導体では、高いエネルギー変換効率化のために大きなゼーベック係数をもち、電気は良く通すが熱は余り伝えない物質が要求され、これを指針として材料開発が行われています。本研究室では、電気抵抗測定のみで熱電材料の性能指数を評価できる装置開発を行い、熱電物性の測定を進めています。この過程で発見された新規熱電現象(非平衡- 非線形定常状態)を利用し、メソスコピック系素子をはじめとした熱電変換材料の高効率化の試みを行っています。

3.材料物性に関する実験手法の開発

 機能性材料における物性研究では、様々な角度から物性を詳細に調べることが必要不可欠です。そのために今までに行われてこなかった実験手段と装置の開発が必要です。上記2 で述べた熱電材料の性能評価装置の開発はその典型的な例で、装置開発が非平衡- 非線形定常状態といった新規熱電現象の発見へとつながりました。現在、熱電材料物性に関する装置開発を精力的に進めています。

使用装置

強磁場超伝導マグネット、SQUID磁束計(MPMS)、物理物性測定装置(PPMS)、赤外線加熱単結晶製造装置、ヘリコンスパッター装置、ホットプレス試料作成装置、熱電性能評価装置、X線回折装置、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)

過去5年間の主な研究業績

  1. Y Kawamoto and H. Iwasaki, Thermoelectric Properties of (Bi1-xSbx)2S3 with Orthormbic Structure, J. Electronic Materials DOI: 10/s11664-013-2742-5.
  2. H. Iwasaki, T. Yamamoto, H. Kim and G. Nakamoto, Development of a Measurement System for the Figure of Merit in the High-Temperature Region, J. Electronic Materials 42 1840 (2013).
  3. T. Naito, H. Iwasaki, T. Nishizaki and N. Kobayasi, Phase Transition of Josephson Vortices Under High Magnetic Fields up to 30T in Heavily Overdoped YBa2Cu3O7-δ Single Crystals, J. Low Temp. Phys. 159 168 (2010).
  4. S. W. Kim, R. Tarumi, H. Iwasaki, H. Ohta, M. Hirano, and H. Hosono, Thermal Conductivity and Seebeck Coefficient of 12Cao7Al2O3 Electride with a Cage Structure, Rhys. Rev. B80 075201-1 (2009).
  5. H. Iwasaki, H. Morita and Y. Hasegawa, Evaluation of Thermoelectric Properties in Bi-Microwires by the Harman Method, Jpn. J. Appl. Phys. 47 3576 (2008).
連絡先

岩崎 秀夫/E-mail:hideo@jaist.ac.jp TEL:0761-51-1462 FAX:0761-51-1575
URL:http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/dendo/iwasaki-lab.html

新しい実験方法の開発と新規現象の発見、解明など、主としてエネルギーに関連した機能性材料の基礎から応用にわたって物理科学的な理解を深め、材料科学における新たな展開を目指しています。