IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/02

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    山田高広 Takahiro YAMADA
    教授 Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    無機材料研究部門 無機固体材料化学研究分野
    Division of Inorganic Material Research, Inorganic Solid State Materials Chemistry
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    無機化合物
    熱電変換材料
    金属間化合物
    新規化合物・材料探索
    Inorganic materials
    Thermoelectric materials
    Intermetallic compounds
    Exploration of novel compounds and materials
研究テーマ
Research Subject
新規金属間化合物の探索と熱電変換材料への応用
Exploration of novel intermetallic compounds for thermoelectric materials

研究の背景 Background

エネルギーの有効利用の観点から,熱エネルギーを電気エネルギーに変換できる熱電材料が注目されている.しかし,現在実用化されている材料は,1950年代後半に開発されたBi2Te3系化合物などごく一部の物質に限られる.新規物質を探索しその特性を明らかにする基礎研究や,材料の形態制御が可能な新しい合成プロセスを開発することは,既存の材料の性能を凌駕する特性を有する新材料を開拓する上で重要である.

Thermoelectric materials are of interest for waste-heat recovery applications that lead to energy conservation, and for heat pump applications such as Peltier cooler. The fundamental research by exploration and characterization of novel compounds, and by developing new synthesis process which can control the morphology are important to break the limit of the performance of a few existing materials, such as Bi2Te3 alloys developed in the late 1950’s.

研究の目標 Outcome

様々な材料の根幹を担う金属間化合物を活性な金属を用いて低温で合成し,新規金属間化合物を探索するとともに,合成された新規化合物の結晶構造や各種特性の基礎的な評価を行なっている.既存材料の特性を超える新材料(特に熱電材料)の創成を目指し,新しい金属間化合物の合成プロセスの開拓や,新規金属間化合物の探索と特性評価を進めている.

My research is low-temperature synthesis of advanced intermetallic compounds with various morphologies using alkali metals, and exploration of novel intermetallic compounds/materials with diverse crystal structures and functions. The fundamental study on their crystal structures and physical properties is carried out to develop new materials for energy applications, in particular, thermoelectric materials which can directly convert the heat energy to electrical energy and vice versa.

研究図Research Figure

Fig.1. Concept and results of low-temperature preparation of metal silicides with various morphologies using Na. Fig.2. The crystal structures of the novel intermetallic compounds of Na2MgX, X = Sn and Pb.

文献 / Publications

Na をフラックスに用いた金属ケイ化物系熱電材料の合成, 日本熱電学会誌, 8, 13–18 (2012).
Intermetallics, 19, 908–912 (2011), Inorg. Chem., 51, 4810–4816 (2012), Phys. Status Solidi C 10, 157–160 (2013), Inorg. Chem., 53, 5253–5259 (2014).