
RIES
Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University
北海道大学
電子科学研究所

LAST UPDATE 2025/04/10
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研究者氏名
Researcher Name太田裕道 Hiromichi OHTA
教授 Professor -
所属
Affiliation北海道大学 電子科学研究所
附属グリーンナノテクノロジー研究センター
Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University
Green Nanotechnology Research Center -
研究キーワード
Research Keywords全固体熱トランジスタ(=熱スイッチ)
酸化物熱電材料
熱電能電界変調法
Solid-state thermal transistors(= Thermal switches)
Oxide thermoelectric materials
Electric field thermopower modulation
- 研究テーマ
Research Subject -
熱の流れを操る、熱を電気に変える、熱を物性計測に使う
Controlling heat flow, converting it into electricity, and using it to measure physical properties
研究の背景 Background of the Research
電界効果トランジスタをはじめとする電子デバイスは、人類社会を大きく便利にしてきた。もし、電気と同様に熱の流れを制御できる「熱トランジスタ」が実現すれば、熱の新たな活用法が見出される可能性がある。また、未利用熱を電気に変換する「酸化物熱電材料」が実用化されれば、廃熱の回収・再利用に貢献できる。さらに、温度差を起電力に変換するSeebeck効果を利用することで、電界効果トランジスタにおける伝導層の厚さを計測する「熱電能電界変調」も可能となる。これらの研究は、得意とする「薄膜材料」を用いて推進していく。
Field-effect transistors, developed to precisely control electric current, have greatly advanced modern society. If thermal transistors—devices that regulate heat flow like electricity—can be realized, they may unlock new applications for thermal energy. Oxide thermoelectric materials could also help recover waste heat that currently goes unused. Furthermore, the Seebeck effect, which converts temperature differences into voltage, enables measurement of the conduction layer thickness in transistor materials through thermopower modulation. These research efforts will be driven by our expertise in thin film materials.
研究の目標 Research Objective
熱の流れを操る:ON/OFF熱伝導率比10以上の全固体熱トランジスタの実現と、それを用いた熱流制御デバイス試作
熱を電気に変える:熱・化学的に安定な導電性酸化物系熱電変換材料の創製
熱を物性計測に使う:熱電能電界変調法による電界効果トランジスタの有効チャネル厚さ計測
Controlling heat flow: Realization of an all-solid-state thermal transistor (=thermal switch) with an ON/OFF thermal conductivity ratio of 10 or more, and fabrication of a prototype heat flow control device using it
Converting heat into electricity: Creation of a thermally and chemically stable conductive oxide-based thermoelectric conversion material
Using heat to measure physical properties: Measurement of effective channel thickness of field-effect transistors using a thermoelectric field modulation method
研究図Figures

論文発表 / Publications
A. Jeong, M. Yoshimura, H. Ohta et al., Science Adv. 11, eads6137 (2025); Z. Bian, H. Ohta et al., Adv. Sci. 11, 2401331 (2024); Q. Yang, H. Ohta et al., Adv. Funct. Mater. 33, 2214939 (2023); X. Zhang, Y. Zhang, H. Ohta et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 14, 33355 (2022); H. Ohta, T. Hashizume et al., Adv. Sci. 4, 1700696 (2017).
研究者連絡先 / HP
- hiromichi.ohta
es.hokudai.ac.jp
- https://functfilm.es.hokudai.ac.jp/