顔写真

ハヤシ　ケイ
林　慶
Kei Hayashi
所属
大学院工学研究科　応用物理学専攻　応用材料物理学講座（機能結晶学分野）
職名
准教授
学位

  • 博士（理学）（東京大学）

Researcher ID
O-7650-2017

経歴 4

  • 2014年4月 ～ 継続中
    東北大学大学院工学研究科　応用物理学専攻　准教授

  • 2007年4月 ～ 2014年3月
    東北大学大学院工学研究科　応用物理学専攻　助教

  • 2006年1月 ～ 2007年3月
    東北大学大学院工学研究科　応用物理学専攻　助手

  • 2002年4月 ～ 2005年12月
    独立行政法人理化学研究所 フォトダイナミクス研究センター　研究員

学歴 3

  • 東京大学　大学院理学系研究科　物理学専攻

    ～ 2002年3月

  • 東京大学　大学院理学系研究科　物理学専攻

    ～ 1999年3月

  • 東京大学　理学部　物理学科

    ～ 1997年3月

委員歴 25

  • 日本熱電学会　研究会委員会 委員

    2022年9月 ～ 継続中

  • APEX/JJAP編集委員

    2022年4月 ～ 継続中

  • Elsevier　Early Career Advisory Board (Mater. Today Phys.)

    2021年6月 ～ 継続中

  • International Thermoelectric Society　Local Organizer [現地実行委員]

    2020年11月 ～ 継続中

  • 日本熱電学会　評議員

    2020年9月 ～ 継続中

  • 応用物理学会東北支部　企画運営委員

    2019年4月 ～ 継続中

  • 文部科学省 令和4年度専門調査員

    2022年4月 ～ 2023年3月

  • 東北大学　東北大学材料科学世界トップレベル研究拠点 「東北大学材料科学フェスタ」実行委員

    2022年7月 ～ 2022年9月

  • 日本熱電学会　日本熱電学会選挙管理委員

    2022年1月 ～ 2022年9月

  • 応用物理学会　第83回 応用物理学会秋季学術講演会 実行委員

    2021年6月 ～ 2022年9月

  • 文部科学省 令和3年度専門調査員

    2021年4月 ～ 2022年3月

  • 文部科学省　令和2年度専門調査員

    2020年4月 ～ 2021年3月

  • 文部科学省　令和元年度専門調査員

    2019年7月 ～ 2020年3月

  • 応用物理学会東北支部　企画運営委員会幹事

    2016年4月 ～ 2019年3月

  • 応用物理学会東北支部　応用物理学会東北支部学術講演会 現地実行委員

    2018年11月 ～ 2019年1月

  • 日本熱電学会　日本熱電学会学術講演会 現地実行委員

    2018年1月 ～ 2018年9月

  • 応用物理学会　代議員

    2014年2月 ～ 2018年3月

  • 応用物理学会東北支部　応用物理学会東北支部学術講演会 実行委員

    2017年11月 ～ 2018年1月

  • 応用物理学会　プログラム委員(9.4熱電変換)

    2015年5月 ～ 2017年9月

  • 応用物理学会東北支部　応用物理学会東北支部学術講演会 現地実行委員

    2016年11月 ～ 2017年1月

  • 応用物理学会東北支部　企画運営委員

    2012年8月 ～ 2016年3月

  • International Thermoelectric Society　Organizing Committee (Scientific Program) [組織委員 (プログラム編集委員)]

    2013年1月 ～ 2013年7月

  • 日本熱電学会　広報委員

    2010年10月 ～ 2012年9月

  • 応用物理学会　応用物理学会学術講演会 現地実行委員

    2011年8月 ～ 2011年9月

  • 日本熱電学会　日本熱電学会学術講演会 現地実行委員

    2009年1月 ～ 2009年8月

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所属学協会 7

  • 排熱発電コンソーシアム

    2024年2月 ～ 継続中

  • シリサイド系半導体と関連物質研究会

    2022年9月 ～ 継続中

  • 日本金属学会

    2021年4月 ～ 継続中

  • International Thermoelectric Society

    2013年1月 ～ 継続中

  • 日本熱電学会

    2009年1月 ～ 継続中

  • 応用物理学会

    2005年11月 ～ 継続中

  • 日本物理学会

    1997年4月 ～ 2007年3月

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研究キーワード 5

  • 半導体

  • 焦電材料

  • 太陽電池材料

  • 熱電変換材料

  • エネルギーハーベスティング

研究分野 4

  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学 /

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面 /

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 /

  • ナノテク・材料 / 結晶工学 /

受賞 36

  1. Outstanding Poster Presentation

    2023年9月　The European Thermoelectric Society　Preparation and thermoelectric properties of nonstoichiometric full‐Heusler Mn2+xV1-xAl alloys

  2. Front cover (ACS Applied Energy Materials)

    2023年4月　ACS Publications　Charge-Compensated (V, Ru) Co-Substitution in Higher Manganese Silicide Single Crystals for Enhanced Thermoelectric and Mechanical Performance

  3. 第26回応用物理研究奨励賞

    2023年3月　東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻

  4. Back cover (Journal of Materials Chemistry A)

    2023年2月　Royal Society of Chemistry　Enhanced thermoelectric performance of p-type Mg2Sn single crystals via multi-scale defect engineering

  5. 工学研究科長賞

    2021年3月　東北大学大学院工学研究科

  6. 第24回応用物理研究奨励賞

    2021年3月　東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻

  7. The Best Poster Presentation

    2020年12月　Thai Thermoelectric Society (TTS) and Asian Association of Thermoelectrics (AAT)　Preparation, crystal structure and thermoelectric performance of p-type quaternary half-Heusler Ti(Fe0.5+xNi0.5-x)Sb compounds

  8. Front cover (Journal of Materials Chemistry C)

    2020年7月　Royal Society of Chemistry　Crystal structure, electronic structure and thermoelectric properties of β- and γ-Zn4Sb3 thermoelectrics: a (3 + 1)-dimensional superspace group approach, Journal of Materials Chemistry C 8, 9205-9212 (2020).

  9. 第16回日本熱電学会学術講演会 優秀ポスター賞

    2019年9月　日本熱電学会　C40型(Mn,Cr)(Si,Al)2系化合物における熱電特性の組成および合成条件依存性

  10. 38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics Poster Award

    2019年7月

  11. 応用物理学会東北支部特別賞

    2018年12月　応用物理学会東北支部

  12. Outstanding Contribution in Reviewing (Chinese Journal of Physics)

    2018年11月　Elsevier

  13. 37th International and 16th European Conference on Thermoelectrics Poster Award

    2018年7月　International Thermoelectric Society

  14. Back Picture (physica status solidi (a))

    2018年6月　Back Picture (Physica Status Solidi (a))　Pyroelectric Energy Harvesting Using Ferroelectric Ba1-xCaxTiO3, Physica Status Solidi (a), 215, 1701002 (2018).

  15. Outstanding Contribution in Reviewing (Journal of Physics and Chemistry of Solids)

    2018年6月　Elsevier

  16. Physica Status Solidi (a)のBack Pictureに選出

    2018年6月　Wiley Online Library　”Pyroelectric Energy Harvesting Using Ferroelectric Ba1−xCaxTiO3”, Physica Status Solidi (a), 215, 1701002 (2018).

  17. 第14回日本熱電学会学術講演会 優秀ポスター賞

    2017年9月　日本熱電学会　Thermoelectric Properties of TiNiSi-based Solid Solutions

  18. Outstanding Contribution in Reviewing (Journal of Alloys and Compounds)

    2017年8月　Elsevier

  19. 第20回応用物理研究奨励賞

    2017年3月　東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻

  20. 第13回日本熱電学会学術講演会 優秀ポスター賞

    2016年9月　日本熱電学会　還元拡散法を用いたCrSi2およびMo置換CrSi2の合成と熱電特性

  21. 日本金属学会 2016年秋季講演大会 第27回優秀ポスター賞

    2016年9月　日本金属学会　単結晶X線回折を用いたMg2Si1-xSnxにおける格子間Mgの定量的評価

  22. Featured Articles(Advances in Engineering)に選出

    2016年9月　Advances in Engineering　"Effect of Interstitial Mg in Mg2+xSi on Electrical Conductivity and Seebeck Coefficient", Journal of Electronic Materials, 45, 1589 (2016).

  23. 第70回応用物理学会東北支部学術講演会 講演奨励賞

    2016年1月　応用物理学会東北支部　Mg2Si熱電材料におけるホウ素添加効果

  24. 第76回応用物理学会秋季学術講演会 Poster Award

    2015年9月　応用物理学会　ホウ素添加によるMg2Siの熱電特性向上と結晶構造

  25. 34th Annual International Conference on Thermoelectrics 2015 ITS Poster Award

    2015年7月　International Thermoelectric Society　Fabrication and Power Generation of a Silicide-based Thermoelectric Module

  26. 第68回応用物理学会東北支部学術講演会 支部講演奨励賞

    2013年12月　応用物理学会東北支部　チムニーラダー型RhGeγ(γ ～ 1.294)の合成と熱電特性

  27. Featured Articles(Advances in Engineering)に選出

    2013年12月　Advances in Engineering　"Crystal structure and thermoelectric properties of misfit-layered sulfides [Ln2S2]pNbS2 (Ln=Lanthanides)", Journal of Electronic Materials, 42, 1335 (2013).

  28. Tohoku University's Chemistry Summer School 2013, Poster Award

    2013年8月

  29. The 32nd International Conference on Thermoelectrics Portopia Award

    2013年7月　International Thermoelectric Society　Quantitative analysis of interstitial Mg in Mg2Si studied by single crystal X-ray diffraction

  30. 第59回応用物理学関係連合講演会 第32回(2012年春季)応用物理学会講演奨励賞

    2012年5月　応用物理学会　p型シリサイド系熱電材料MnSiγ (γ~1.7)へのCr置換効果

  31. 第14回応用物理研究奨励賞

    2011年3月

  32. 工学研究科長賞

    2011年3月

  33. 第7回日本熱電学会学術講演会 講演奨励賞

    2010年8月　日本熱電学会　PLD法により成膜したマンガンシリサイド薄膜の熱電特性

  34. 第6回日本熱電学会学術講演会 講演奨励賞(ポスター発表の部)

    2009年8月　日本熱電学会　ラビング基板上に成膜したTTF-TCNQ薄膜の膜構造と熱電特性

  35. 日本表面科学会 論文賞

    2008年11月　日本表面科学会　レーザー光電子スペクトル中に現れる振動励起非弾性構造, 表面科学 28, 378, (2007).

  36. International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems, Excellent Poster Presentation Award

    2007年10月　International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems, Excellent Poster Presentation Award　Thermoelectric properties of delafossite-type oxide CuFe1-xNixO2 (0≤x≤0.05)

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論文 115

  1. Sr-Substitution Effects on Crystal Structure and Thermoelectric Properties of Misfit Layered Cobaltate, [Ca2CoO3] CoO2 国際誌 査読有り

    Y. Shimizu, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    Solid State Sciences　152　107536-107536　2024年6月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.solidstatesciences.2024.107536 　

    ISSN：1293-2558

  2. Enhancement of the thermoelectric performance of half-metallic full-Heusler Mn2VAl alloys via antisite defect engineering and Si partial substitution 国際誌 国際共著 査読有り

    Hezhang Li, Kei Hayashi, Zhicheng Huang, Hiroto Takeuchi, Gakuto Kanno, Jing-Feng Li, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Materiomics　10　(2)　511-519　2024年3月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jmat.2023.11.013 　

    ISSN：2352-8478

  3. Graphene-assisted synergistic electronic DOS modulation and phonon scattering to improve the thermoelectric performance of Mg<sub>3</sub>Sb<sub>2</sub>-based materials 国際共著 査読有り

    Qiang Zhang, Jiadang Li, Nagendra S. Chauhan, Lifei Wang, Zhicheng Huang, Wenhao Fan, Kei Hayashi, Shaoping Chen, Jianfeng Fan, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Materials Chemistry A　11　(35)　18811-18819　2023年8月10日

    出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)

    DOI： 10.1039/d3ta02431h 　

    ISSN：2050-7488

    eISSN：2050-7496

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    A large electronic density of states (DOS) coupled with homogeneous charge distribution can effectively improve the electrical conductivity σ and thus, the thermoelectric figure of merit ZT.

  4. Bi‐Deficiency Leading to High‐Performance in Mg<sub>3</sub>(Sb,Bi)<sub>2</sub>‐Based Thermoelectric Materials 国際誌 国際共著 査読有り

    Jing‐Wei Li, Weishu Liu, Wei Xu, Hua‐Lu Zhuang, Zhijia Han, Feng Jiang, Peng Zhang, Haihua Hu, Hanbin Gao, Yilin Jiang, Bowen Cai, Jun Pei, Bin Su, Qian Li, Kei Hayashi, Hezhang Li, Yuzuru Miyazaki, Xingzhong Cao, Qiang Zheng, Jing‐Feng Li

    Advanced Materials　35　(23)　2209119　2023年4月25日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1002/adma.202209119 　

    ISSN：0935-9648

    eISSN：1521-4095

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    Mg3(Sb,Bi)2 is a potential nearly-room temperature thermoelectric compound composed of earth-abundant elements. However, complex defect tuning and exceptional microstructural control are required. Prior studies have confirmed the detrimental effect of Mg vacancies (VMg) in Mg3(Sb,Bi)2. This study proposes an approach to mitigating the negative scattering effect of VMg by Bi deficiency, synergistically modulating the electrical and thermal transport properties to enhance the thermoelectric performance. Positron annihilation spectrometry and Cs-corrected scanning transmission electron microscopy analyses indicated that the VMg tends to coalesce due to the introduced Bi vacancies (VBi). The defects created by Bi deficiency effectively weaken the scattering of electrons from the intrinsic VMg and enhance phonon scattering. A peak zT of 1.82 at 773 K and high conversion efficiency of 11.3% at ∆T = 473 K are achieved in the optimized composition of Mg3(Sb,Bi)2 by tuning the defect combination. This work demonstrates a feasible and effective approach to improving the performance of Mg3(Sb,Bi)2 as an emerging thermoelectric material.

  5. Effects of Oxygen on Lattice Defects in Single-Crystalline Mg2Si Thermoelectrics 国際誌 査読有り

    Kei Hayashi, Sota Kawamura, Yusuke Hashimoto, Noboru Akao, Zhicheng Huang, Wataru Saito, Kaichi Tasaki, Koichi Hayashi, Tomohiro Matsushita, Yuzuru Miyazaki

    Nanomaterials　13　(7)　1222-1222　2023年3月30日

    出版者・発行元：MDPI AG

    DOI： 10.3390/nano13071222 　

    eISSN：2079-4991

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    Lattice defect engineering has attracted attention due to its ability to develop thermoelectric materials with low thermal conductivity. For Mg2Si single crystals (SCs), Si vacancy (VSi) defects can be introduced and consequently result in the formation of dislocation cores. These lattice defects confer Mg2Si SCs with a lower thermal conductivity compared to Mg2Si polycrystals. To reveal a mechanism for the stabilisation of VSi in the Mg2Si SCs, we investigated the effects of oxygen (O) on lattice defects by performing electronic structure calculations, secondary ion mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and photoelectron holography. On the basis of these calculations, we predicted that O stabilised the formation of VSi when it was located at the Si site or at an interstitial site. All experiments confirmed the presence of O inside the Mg2Si SCs. However, O was suggested to be located not at the specific site in the crystal lattice of Mg2Si but at dislocation cores. The interaction between O and the dislocation cores in the Mg2Si SC is expected to immobilise dislocation cores, leading to the stabilisation of VSi formation.

  6. Charge-Compensated (V, Ru) Co-Substitution in Higher Manganese Silicide Single Crystals for Enhanced Thermoelectric and Mechanical Performance 国際誌 査読有り

    Nagendra Singh Chauhan, Ichiro Ono, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    ACS Applied Energy Materials　6　(7)　3714-3723　2023年3月15日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsaem.2c03803 　

    ISSN：2574-0962

    eISSN：2574-0962

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    Higher manganese silicides (HMSs) represented as MnSiγ are generically Nowotny chimney–ladder (NCL) compounds that obey the 14-electron rule due to which their stability and electrical properties are intimately related to the valence electron count (VEC) per number of transition metal atoms. However, owing to the incommensurate composite crystal structure of HMS, most doping/substitution approaches aimed at carrier concentration optimization had remained skewed, leading to limited control over its VEC. In this study, we propose the compensated co-substitution approach for the optimization of thermoelectric properties in NCL phases and demonstrate its efficacy by the co-substitution of the [Mn] subsystem with aliovalent V (p-type) and Ru (n-type) dopants in partially substituted (Mn1–x–yVxRuy)Siγ single crystals melt grown by the Bridgman method. The modulation vector component (γ) was accurately determined by the Le Bail analysis of the diffraction pattern using a (3 + 1) dimensional superspace approach and is correlated with the electrical transport and VEC of the synthesized samples. A remarkable enhancement in thermoelectric and mechanical performance was attained for the HMS single crystals upon (V, Ru) co-substitution in the direction perpendicular to the c-axis, i.e., along the cleavage plane. The charge compensation and synergistic reduction in lattice thermal conductivity thus result in a peak thermoelectric figure of merit (zT) of ∼0.6 (±0.1) at 823 K, which corresponds to ∼250% enhancement when compared to the pristine HMS single crystal.

  7. Anisotropic correlations in higher manganese silicides 国際誌 査読有り

    Nagendra S. Chauhan, Ichiro Ono, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Alloys and Compounds　935　167983-167983　2023年2月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2022.167983 　

    ISSN：0925-8388

  8. Enhanced thermoelectric performance of p-type Mg2Sn single crystals via multi-scale defect engineering 国際誌 国際共著 査読有り

    Zhicheng Huang, Kei Hayashi, Wataru Saito, Jun Pei, Jing-Feng Li, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Materials Chemistry A　11　2652-2660　2022年12月23日

    出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)

    DOI： 10.1039/D2TA08557G 　

    ISSN：2050-7488

    eISSN：2050-7496

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    Mg2Sn is a promising mid-temperature thermoelectric (TE) material consisting of earth-abundant, low-cost, and non-toxic elements. Currently, the TE performance of p-type Mg2Sn is still poor due to a lower power factor (PF) and a higher lattice thermal conductivity (κlat) than those of n-type Mg2Sn. To overcome these disadvantages, we synthesized Li-doped Mg2Sn single crystals (SCs) by the melting method. Li-doping successfully changed the conduction of the Mg2Sn SC from an n-type to a p-type. The Li-doped Mg2Sn SCs contain Mg vacancies, dislocation cores, and Sn-rich precipitates. These multi-scale defects in the Li-doped Mg2Sn SCs did not deteriorate carrier mobility and they effectively scattered phonons with a wide range of frequencies. Since grain boundaries did not exist in the Li-doped Mg2Sn SCs, higher carrier mobility and PF were achieved compared with other p-type Mg2Sn polycrystals (PCs) and SCs. Moreover, the κlat of the Li-doped Mg2Sn SC was lower than that of p-type Mg2Sn PCs and SCs. Owing to the enhanced PF and reduced κlat, a maximum dimensionless figure-of-merit zT of ∼0.38 at 700 K was achieved for the p-type Li-doped Mg2Sn SC with a Li content of 2.5%, the highest value for a p-type Mg2Sn ever reported.

  9. Relevance of Solidification Kinetics for Enhanced Thermoelectric Performance in Al-Doped Higher Manganese Silicides 国際誌 査読有り

    Nagendra S. Chauhan, Ichiro Ono, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    ACS Applied Materials & Interfaces　14　(46)　51983-51993　2022年11月23日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsami.2c16107 　

    ISSN：1944-8244

    eISSN：1944-8252

  10. Enhancement of thermoelectric properties at room temperature through isoelectronic ruthenium-substitution in n-type half-Heusler VFeSb compounds 国際誌 査読有り

    Yi Huang, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Acta Materialia　237　118186-118186　2022年9月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.actamat.2022.118186 　

    ISSN：1359-6454

  11. Realizing p-type Mg2Sn Thermoelectrics via Ga-Doping and Point Defect Engineering 査読有り

    Zhicheng Huang, Kei Hayashi, Wataru Saito, Yuzuru Miyazaki

    ACS Applied Energy Materials　4　(11)　13044-13050　2021年11月22日

    出版者・発行元：American Chemical Society ({ACS})

    DOI： 10.1021/acsaem.1c02678 　

    ISSN：2574-0962

    eISSN：2574-0962

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    Mg2Sn is a promising middle-temperature thermoelectric material consisting of earth-abundant, low-cost, and nontoxic elements. To obtain p-type Mg2Sn, a series of Mg2Sn1–xGax (x = 0, 0.005, 0.01, 0.02, and 0.03) ingots were synthesized by melting them under an Ar atmosphere. It was found that the ingots with x ≤ 0.02 were single crystals with Mg vacancies (VMg) as point defects. Ga doping increased chemical pressure, leading to an increase in the VMg fraction, and it also introduced hole carriers in Mg2Sn, which changed its conduction type from n-type to p-type. A maximum zT value of 0.18 at 450 K was obtained for p-type Mg2Sn0.98Ga0.02 single crystals, which had a lower total thermal conductivity than some other p-type Mg2Sn-based polycrystals.

  12. Crystal structure, microstructure, and electronic transport properties of β-Zn4Sb3 thermoelectrics: effects of Zn intercalation and deintercalation 国際誌 査読有り

    S. Yoshioka, K. Hayashi, A. Yokoyama, W. Saito, Y. Miyazaki

    Materials Today Energy　21　100723-100723　2021年9月

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mtener.2021.100723 　

    ISSN：2468-6069

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    The development of thermoelectric (TE) materials is the key to reduce the use of fossil fuels because they can reuse waste heat to generate electricity via the Seebeck effect. One of the promising p-type TE materials is β-Zn4Sb3 which exhibits high TE efficiency. To further improve its TE efficiency, β-Zn4Sb3 samples have been prepared by melting and subsequently heating them for different heating time. For the heating time below 150 h, intercalation of Zn atoms into the Zn interstitial (Zni) site of β-Zn4Sb3 occurs. In addition, the amount of Zn and Zn3Sb2 secondary phases decreases, yielding crack-free β-Zn4Sb3 samples. For the heating time above 150 h, deintercalation of Zn atoms from the Zni site of β-Zn4Sb3 occurs. Here, we discuss the evolution of the microstructure and the electronic transport properties, electrical conductivity and Seebeck coefficient (thermopower), during heating from the viewpoint of the Zn intercalation and deintercalation, and this enables us to propose an optimal condition for preparing β-Zn4Sb3 with high TE efficiency.

  13. Outstanding thermoelectric performance of n-type half-Heusler V(Fe1−xCox)Sb compounds at room-temperature 査読有り

    Yi Huang, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Acta Materialia　215　117022-117022　2021年8月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.actamat.2021.117022 　

    ISSN：1359-6454

    eISSN：1873-2453

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    The effects of cobalt substitution at the Fe-site on the crystal structure, electronic structure and thermo- electric (TE) properties of half-Heusler (HH) V(Fe 1 −x Co x )Sb compounds are investigated. Crystal structural analysis using powder X-ray diffraction clarified that all compounds have deficientHH structures (Huang et al., Chem . Mater., 32 , 5173-5181, 2020). With Co-substitution at the Fe 4 csites, defects are observed in the V 4 a and Fe 4 csites, and a small amount of Fe atoms enter into 4 dsites, which is normally va- cant in an idealHH structure. The deficient HH structures of the V(Fe 1 −x Co x )Sb compounds are supported by electronic structural analysis using the Korringa-Kohn-Rostoker method with the coherent potential approximation (KKR-CPA). All compounds exhibit n -type behaviour in both calculations and experiments with deficient HH structures. The absolute value of the Seebeck coefficient | S| , decreases with an in- crease in the cobalt content x . The tendency of the experimental | S| value to decrease corresponds well with the | S| determined by KKR-CPA calculations. Cobalt substitution acts as an electron dopant that ef- fectively tunes the carrier concentration. The optimised carrier concentration of 2 . 1 ×10 20 cm −3 leads to the highest power factor of 5 . 7 ×10 −3 W/K 2 m at room temperature for the V(Fe 0 . 99 Co 0 . 01 )Sb compound. The V(Fe 1 −x Co x )Sb compounds are thus potential candidates as n -type TE materials for power generation near room temperature.

  14. Chemical-Pressure-Induced Point Defects Enable Low Thermal Conductivity for Mg2Sn and Mg2Si Single Crystals 国際誌 査読有り

    Wataru Saito, Kei Hayashi, Zhicheng Huang, Kazuya Sugimoto, Kenji Ohoyama, Naohisa Happo, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Yasuhiro Inamura, Kouichi Hayashi, Takamichi Miyazaki, Yuzuru Miyazaki

    ACS Applied Energy Materials　4　(5)　5123-5131　2021年5月24日

    出版者・発行元：American Chemical Society ({ACS})

    DOI： 10.1021/acsaem.1c00670 　

    ISSN：2574-0962

    eISSN：2574-0962

  15. Enhanced thermoelectric performance in MnTe due to doping and in-situ nanocompositing effects by Ag2S addition 国際誌 国際共著 査読有り

    Jinfeng Dong, Jun Pei, Kei Hayashi, Wataru Saito, Hezhang Li, Bowen Cai, Yuzuru Miyazaki, Jing-Feng Li

    Journal of Materiomics　7　(3)　577-584　2021年5月

    出版者・発行元：Elsevier {BV}

    DOI： 10.1016/j.jmat.2020.11.007 　

    ISSN：2352-8478

  16. Effects of Disorder on the Electronic Structure and Thermoelectric Properties of an Inverse Full-Heusler Mn2CoAl Alloy 査読有り

    Hezhang Li, Kei Hayashi, Yoshimi Nagashima, Shun Yoshioka, Jinfeng Dong, Jing-Feng Li, Yuzuru Miyazaki

    Chemistry of Materials　33　(7)　2543-2547　2021年4月13日

    出版者・発行元：American Chemical Society ({ACS})

    DOI： 10.1021/acs.chemmater.0c04902 　

    ISSN：0897-4756

    eISSN：1520-5002

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    We report a detailed analysis of the crystal structure, electronic structure, and thermoelectric (TE) properties of a stoichiometric Mn2CoAl inverse full-Heusler alloy, which has been predicted to be a spin-gapless semiconductor. To reveal the effects of disorder on TE properties (electrical conductivity and Seebeck coefficient), we prepared Mn2Co(Al1–xSix) (x = 0, 0.05, and 0.1) bulk samples by arc melting. The crystal structure analysis indicates that antisite defects exist in the prepared samples. From the measurements of the electrical conductivity and Seebeck coefficient, it is demonstrated that the prepared Mn2CoAl alloy is not a spin-gapless semiconductor but a half-metal. A relation between the crystal structure and TE properties is discussed based on the calculation of the electronic structure considering the antisite defects in Mn2CoAl.

  17. Relationships between crystallite size and thermoelectric properties of nano-structured CrSi2 prepared by the reduction-diffusion and spark plasma sintering methods 査読有り

    Hayato Nakasawa, Tomohisa Takamatsu, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Alloys and Compounds　861　157967-157967　2021年4月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2020.157967 　

    ISSN：0925-8388

  18. Erratum: “Preparation, thermoelectric properties, and crystal structure of boron-doped Mg2Si single crystals” [AIP Advances 10, 035115 (2020)]

    Kei Hayashi, Wataru Saito, Kazuya Sugimoto, Kenji Ohoyama, Kouichi Hayashi, Naohisa Happo, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Yasuhiro Inamura, Yuzuru Miyazaki

    AIP Advances　11　(2)　029903-029903　2021年2月1日

    出版者・発行元：{AIP} Publishing

    DOI： 10.1063/5.0045729 　

  19. Enhancing the Thermoelectric Performance of Mg2Sn Single Crystals via Point Defect Engineering and Sb Doping 国際誌 国際共著 査読有り

    Wataru Saito, Kei Hayashi, Zhicheng Huang, Jinfeng Dong, Jing-Feng Li, Yuzuru Miyazaki

    ACS Applied Materials & Interfaces　12　(52)　57888-57897　2020年12月30日

    出版者・発行元：American Chemical Society ({ACS})

    DOI： 10.1021/acsami.0c17462 　

    ISSN：1944-8244

    eISSN：1944-8252

  20. Electron Conduction Mechanism of Deficient Half-Heusler VFeSb Compound Revealed by Crystal and Electronic Structure Analyses 査読有り

    Yi Huang, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Chemistry of Materials　32　(12)　5173-5181　2020年6月23日

    出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.chemmater.0c01189 　

    ISSN：0897-4756

    eISSN：1520-5002

  21. Crystal structure, electronic structure and thermoelectric properties of β- and γ-Zn4Sb3 thermoelectrics: a (3 + 1)-dimensional superspace group approach 査読有り

    Shun Yoshioka, Kei Hayashi, Aisaku Yokoyama, Wataru Saito, Hezhang Li, Tomohisa Takamatsu, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Materials Chemistry C　8　(27)　9205-9212　2020年6月5日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1039/d0tc01497d 　

    ISSN：2050-7526

    eISSN：2050-7534

  22. Distinct impact of order degree on thermoelectric power factor of p-type full-Heusler Mn2VAl compounds 国際共著 査読有り

    Hezhang Li, Kei Hayashi, Jinfeng Dong, Jing-Feng Li, Yuzuru Miyazaki

    Materials Research Express　7　(5)　055503-055503　2020年5月1日

    出版者・発行元：IOP Publishing

    DOI： 10.1088/2053-1591/ab875b 　

    eISSN：2053-1591

  23. Preparation, thermoelectric properties, and crystal structure of boron-doped Mg2Si single crystals 査読有り

    Kei Hayashi, Wataru Saito, Kazuya Sugimoto, Kenji Ohoyama, Kouichi Hayashi, Naohisa Happo, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Yasuhiro Inamura, Yuzuru Miyazaki

    AIP Advances　10　(3)　035115-035115　2020年3月1日

    出版者・発行元：{AIP} Publishing

    DOI： 10.1063/1.5143839 　

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    Mg2Si is a potential thermoelectric (TE) material that can directly convert waste energy into electricity. In expectation of improving its TE performance by increasing electron carrier concentration, the element boron (B) is doped in Mg2Si single crystals (SCs). Their detailed crystal structures are definitely determined by using white neutron holography and single-crystal x-ray diffraction (SC-XRD) measurements. The white neutron holography measurement proves that the doped B atom successfully substitutes for the Mg site. The SC-XRD measurement confirms the B-doping site and also reveals the presence of the defect of Si vacancy (VSi) in the B-doped Mg2Si SCs. The fraction of VSi increases with increasing B-doping concentration. In the case of B-doped Mg2Si polycrystals (PCs), VSi is absent; this difference between the SCs and PCs can be attributed to different preparation temperatures. Regarding TE properties, the electrical conductivity, σ, and the Seebeck coefficient, S, decreases and increases, respectively, due to the decrease in the electron carrier concentration, contrary to the expectation. The power factor of the B-doped Mg2Si SCs evaluated from σ and S does not increase but rather decreases by the B-doping. The tendencies of these TE properties can be explained by considering that the donor effect of the B atom is canceled by the acceptor effect of VSi for the B-doped Mg2Si SCs. This study demonstrates that the preparation condition of Mg2Si should be optimized to prevent the emergence of an unexpected point defect.

  24. Control of the Thermoelectric Properties of Mg2Sn Single Crystals via Point-Defect Engineering 国際誌 国際共著 査読有り

    Kei Hayashi

    Scientific Reports　10　2020　2020年2月6日

    DOI： 10.1038/s41598-020-58998-1 　

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    Mg2Sn is a potential thermoelectric (TE) material that can directly convert waste heat into electricity. In this study, Mg2Sn single-crystal ingots are prepared by melting under an Ar atmosphere. The prepared ingots contain Mg vacancies (VMg) as point defects, which results in the formation of two regions: an Mg2Sn single-crystal region without VMg (denoted as the single-crystal region) and a region containing VMg (denoted as the VMg region). The VMg region is embedded in the matrix of the single-crystal region. The interface between the VMg region and the single-crystal region is semi-coherent, which does not prevent electron carrier conduction but does increase phonon scattering. Furthermore, electron carrier concentration depends on the fraction of VMg, reflecting the acceptor characteristics of VMg. The maximum figure of merit zTmax of 1.4(1) × 10−2 is realised for the Mg2Sn single-crystal ingot by introducing VMg. These results demonstrate that the TE properties of Mg2Sn can be optimised via point-defect engineering.

  25. Reducing Lattice Thermal Conductivity of MnTe by Se Alloying toward High Thermoelectric Performance 国際共著 査読有り

    Kei Hayashi

    ACS Applied Materials & Interfaces　11　(31)　28221-28227　2019年8月7日

    DOI： 10.1021/acsami.9b10207 　

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    Lead-free manganese telluride has been considered to be a promising candidate for mid-temperature thermoelectric materi-als. In this work, we report a point defect scattering induced reduction of thermal conductivity in MnTe with Se alloying, fabricated by a facile method combining mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS). A low lattice thermal conductivity of 0.56 W/m-K was obtained for MnTe0.92Se0.08, which is quite close to the amorphous limits. A detailed Debye model analysis reveals the underlying mechanism of phonon scattering and well predicts the thermal conductivity with dif-ferent contents of Se. Meanwhile, a slight increase of carrier concentration was also observed after Se alloying, accompanying a variation of energy gap which may be associated with the competition of anion in trapping charges. Further Na doping leads to enhanced electrical transport properties, achieving a maximum ZT value of 1.03 at 873 K. An average ZT of 0.52 and a calculated efficiency over 9% also suggest the promising application of MnTe at medium temperature.

  26. Design and power generation of tilted Cu/Fe<sub>2</sub>V(Al<sub>0.9</sub>Si<sub>0.1</sub>) multilayers via the transverse thermoelectric effect 査読有り

    Naoto Kodaira, Yuzuru Miyazaki, Kei Hayashi

    Journal of Applied Physics　126　(4)　045108-045108　2019年7月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.5103226 　

    ISSN：0021-8979

    eISSN：1089-7550

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    We have conducted a computer simulation of thermoelectric (TE) properties in tilted Cu/Fe2V(Al0.9Si0.1) multilayers. Such a tilted configuration yields a transverse (off-diagonal) TE effect whereby an electric current can flow perpendicularly to the temperature gradient. Appropriately controlling the relative Cu thickness and the tilting angle realizes a higher power factor than that of the parent TE materials. In our multilayers, the estimated power factor exceeds 8mW/K2m, being approximately three times higher than that of the parent TE materials. On the basis of the simulation results, we have fabricated several modules and achieved a maximum power of 4.83mW in the module with a relative Cu thickness of 0.7 and a tilting angle of 30°.

  27. Lattice dynamics and lattice thermal conductivity of CrSi 2 calculated from first principles and the phonon Boltzmann transport equation 査読有り

    Nakasawa, H., Hayashi, K., Takamatsu, T., Miyazaki, Y.

    Journal of Applied Physics　126　(2)　025105　2019年7月

    DOI： 10.1063/1.5096458 　

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    Efficiently decreasing the lattice thermal conductivity, κL, is one of the main concerns in the field of thermoelectrics (TE). Herein, we theoretically investigate κL for single-crystal and polycrystalline CrSi2 using first-principles and the phonon Boltzmann transport equation. Though CrSi2 is known as a potential TE material because of its reasonable power factor, controlling its κL remains as a challenge to be solved. In this study, we discuss how to decrease κL efficiently on the basis of the calculation. The phonon band structure and density of states are computed via harmonic calculation. In addition, the achievable lowest lattice thermal conductivity, κL0, and cumulative lattice thermal conductivity, κcum, are estimated using the Cahill model and anharmonic calculation, respectively. We predict κL0 for CrSi2 to be around 2.2Wm−1K−1 at 650 K, which suggests that CrSi2 is a potential TE material with high zT over 0.39 at 650 K. The phonon mean-free path dependence of κcum indicates that the critical crystallite size for decreasing κL for polycrystalline CrSi2 is 70 nm at 600 K. In addition, it is revealed that the crystallite size should be as small as 7 nm to decrease κL to half. These calculational findings offer useful insights into how to control κL for CrSi2.

  28. Effects of Cobalt Substitution on Crystal Structure and Thermoelectric Properties of Melt-Grown Higher Manganese Silicides 査読有り

    Nagai, H., Hamada, H., Hayashi, K., Miyazaki, Y.

    Journal of Electronic Materials　48　(4)　1902-1908　2019年2月

    DOI： 10.1007/s11664-019-06958-5 　

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    To improve the thermoelectric (TE) properties of melt-grown higher manganese silicides MnSiγ, dissipation of MnSi precipitates that deteriorate the electrical conductivity is required. We have investigated the effects of light cobalt (Co) substitution on TE properties and MnSi precipitates of MnSiγ. A 4% substitution of Mn with Co is an effective approach to eliminate MnSi precipitates from melt-grown MnSiγ, which is confirmed by powder x-ray diffraction and energy-dispersive spectroscopy measurements. Furthermore, this light Co substitution leads to increase of the hole carrier concentration, resulting in a great increase in the electrical conductivity from 24 × 103 S/m to 54 × 103 S/m at 700 K. The resulting power factor exhibits 1.9 × 10−3 W/mK2 around 700 K. Moreover, the lattice thermal conductivity is greatly decreased by partial Co substitution compared with that of Co-free MnSiγ. Consequently, the dimensionless figure-of-merit zT of (Mn1−xCox)Siγ samples increases from 0.27 for x = 0 to 0.50 for x = 0.04 in the vicinity of 800 K.

  29. Preparation and thermoelectric properties of pseudogap intermetallic (Ti<sub>1-x</sub>V<sub>x</sub>)NiSi solid solutions 査読有り

    Yi Huang, Hiroki Nagai, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Alloys and Compounds　771　111-116　2019年1月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2018.08.238 　

    ISSN：0925-8388

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    We theoretically and experimentally investigated the thermoelectric (TE) properties of TiNiSi-based solid solutions with a pseudogap at the Fermi level in the electronic band structure. Calculation of the TE properties of TiNiSi predicted that electron doping of TiNiSi leads to a higher power factor than hole doping. According to this prediction, we prepared the partially V-substituted TiNiSi-based compounds (Ti1-xVx)NiSi (x = 0, 0.05, 0.10, 0.15, and 0.20) using arc-melting and subsequent spark plasma sintering. An increase in the V content x improved the n-type TE properties: the absolute values of the Seebeck coefficient and electrical conductivity both increased, while the thermal conductivity slightly decreased. The highest dimensionless figure-of-merit, zT, was 0.032 at 600 K, obtained for the x = 0.20 sample.

  30. Preparation and Optical Properties of of Higher Manganese Silicide, (Mn,Fe)Si<sub>γ</sub>, Thin Films 査読有り

    Kei Hayashi, Kentaro Ishii, Chihiro Kawasaki, Ryosuke Honda, Yuzuru Miyazaki

    Applied Surface Science　458　700-704　2018年11月15日

    DOI： 10.1016/j.apsusc.2018.07.141 　

    ISSN：0169-4332

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    In this article, the optical properties of thin films of higher manganese silicide (HMS) systems, MnSiγ and (Mn,Fe)Siγ, were investigated. Band structure calculations were performed using the Mn11Si19 and (Mn31/44Fe13/44)11Si19 crystal structure models of HMS to predict the conduction types and band gaps of MnSiγ and Mn0.7Fe0.3Siγ, respectively. Using a pulsed laser deposition method, p-type MnSiγ and n-type Mn0.7Fe0.3Siγ thin films with a-axis orientation were grown on R-sapphire substrates. The measured direct band gaps were 0.81(1) eV for the MnSiγ thin film and 0.83(2) eV for the Mn0.7Fe0.3Siγ thin film. These results demonstrate the potential of (Mn,Fe)Siγ-based near-infrared absorption solar cells.

  31. Improved thermoelectric performance from CrSi<inf>2</inf> by Cu substitution into Si sites 査読有り

    Nagai, H., Takamatsu, T., Iijima, Y., Hayashi, K., Miyazaki, Y.

    Japanese Journal of Applied Physics　57　(12)　121801　2018年11月8日

    DOI： 10.7567/JJAP.57.121801 　

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    We report herein the results of investigations into the thermoelectric properties of Cr(Si1−xCux)2. In the Cu-content range x ≤ 0.04, single-phase Cr(Si1−xCux)2 solid solution is obtained by arc melting and spark plasma sintering. With increasing Cu content, the electrical conductivity increases and the Seebeck coefficient decreases. Hall measurements confirm that the carrier concentration increases and the mobility decreases upon substituting Cu into Si sites. Cu substitution causes a significant decrease in the lattice thermal conductivity of CrSi2 and enhances the maximum dimensionless figure of merit from zT = 0.16 at 600 K for x = 0 to z T = 0.23 at 900 K for x = 0.03. In addition, the temperature at which zT peaks increases from 600 to 900 K with increasing Cu content, which means that the operating temperature can be set by simply adjusting the Cu content.

  32. Fabrication and thermoelectric properties of Al/Mg<inf>2</inf>Si composite materials 査読有り

    Hayashibara, Y., Hayashi, K., Ando, I., Kubouchi, M., Ogawa, Y., Saito, W., Miyazaki, Y.

    Materials Transactions　59　(7)　1041-1045　2018年7月

    DOI： 10.2320/matertrans.E-M2018815 　

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    Mg2Si has attracted interest as a potential thermoelectric material that can convert waste heat into electricity. To improve thermoelectric performance of Mg2Si, Al/Mg2Si composite materials with nominal composition of xAl/Mg2Si (x = 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, or 1.5) were fabricated, i.e., an Al metal phase was introduced to an Mg2Si matrix. Reflecting an increase in the electrical conductivity and a decrease in the Seebeck coefficient with increasing x, the power factor was successfully enhanced by the incorporation of the Al phase. The increase in electrical conductivity was discussed in terms of electron carrier density and carrier mobility.

  33. Pyroelectric Energy Harvesting Using Ferroelectric Ba1−xCaxTiO3 査読有り

    Kei Hayashi, Eisuke Aikawa, Toru Ueno, Tsuyoshi Kajitani, Yuzuru Miyazaki

    Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science　215　(11)　1701002/1-1701002/5　2018年6月6日

    出版者・発行元：Wiley-VCH Verlag

    DOI： 10.1002/pssa.201701002 　

    ISSN：1862-6319 1862-6300

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    The structural and pyroelectric properties of partially Ca-substituted BaTiO3, Ba1−xCaxTiO3 (0 ≤ x ≤ 0.2), are investigated. Partial Ca-substitution in BaTiO3 introduced tetragonal distortion in the TiO6 octahedrons and increased the displacement, Δd, of a Ti4+ cation from the center of an octahedron. This increase in Δd led to enhancement of remanent polarization and pyroelectric voltage, Vp. The pyroelectric energy storage behavior is demonstrated for the partially Ca-substituted BaTiO3. For the Ba0.9Ca0.1TiO3 sample which exhibited the highest Vp, the stored energy in an output capacitor was proven to be sufficient to operate micropower Internet of Things devices.

  34. Design and fabrication of full-Heusler compound with positive Seebeck coefficient as a potential thermoelectric material 査読有り

    Hezhang Li, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Scripta Materialia　150　130-133　2018年6月1日

    出版者・発行元：Acta Materialia Inc

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2018.03.018 　

    ISSN：1359-6462

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    To explore full-Heusler compounds with positive Seebeck coefficient, we calculated thermoelectric (TE) properties of several Co- and Mn-based full-Heusler compounds. Relatively high Seebeck coefficients were obtained in the calculation, indicating a potential of full-Heusler compounds as TE materials. As a candidate, we prepared a Mn2VAl sample and measured its TE properties. As predicted in the calculation, the Mn2VAl sample exhibited a positive Seebeck coefficient from 315 K to 1020 K. The maximum power factor was 2.7 × 10−4 Wm−1 K−2 at 717 K. This study embodies great significance for future study on design and fabrication of full-Heusler compounds with high TE properties.

  35. Crystal structure and thermoelectric properties of lightly substituted higher manganese silicides 招待有り 査読有り

    Yuzuru Miyazaki, Haruki Hamada, Hiroki Nagai, Kei Hayashi

    Materials　11　(6)　926/1-926/11　2018年5月30日

    出版者・発行元：MDPI AG

    DOI： 10.3390/ma11060926 　

    ISSN：1996-1944

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    The dissipation of MnSi layered precipitates during solidification is critical for further enhancement of the thermoelectric properties of the higher manganese silicides. We have investigated the effects of partial substitution of V in Mn sites and of Ge in Si sites on the crystal structures and thermoelectric properties of these silicides in detail. As previously reported, a small amount of V-substitution is quite effective in completely dissipating the MnSi striations in contrast, a small proportion of these MnSi striations always remains present in the Ge-substitution case, even in the vicinity of the Ge solubility limits. For completely MnSi-dissipated samples, domain separation of the regular and highly strained arrangements of the Si atoms is realized. This domain separation suppresses the deterioration of the carrier mobility of the partially V-substituted samples and maintains even higher electrical conductivity to yield a high thermoelectric power factor of ~2.3 mW/K2m at higher temperatures.

  36. Thermoelectric Properties of Mo and Ge co-substituted CrSi<sub>2</sub> 査読有り

    Kei Hayashi

    Transactions of the Materials Research Society of Japan　43　(2)　85-91　2018年4月

    DOI： 10.14723/TMRSJ.43.85 　

  37. Thermoelectric properties of olivine-type sulfides <i>Tm</i><sub>2</sub><i>X</i>S<sub>4</sub> (<i>Tm</i> = Mn, Fe, <i>X</i> = Si, Ge) 査読有り

    Kei Hayashi

    Transactions of the Materials Research Society of Japan　43　(1)　13-17　2018年2月

    DOI： 10.14723/TMRSJ.43.13 　

    ISSN：1382-3469

  38. Pyroelectric Energy Harvesting Using Ferroelectric Ba <sub> 1− <i>x</i> </sub> Ca <sub> <i>x</i> </sub> TiO <sub>3</sub> (Phys. Status Solidi A 11∕2018)

    Kei Hayashi

    Physica Status Solidi (a)　2018年

    DOI： 10.1002/PSSA.201870023 　

  39. チムニーラダー型高マンガンケイ化物熱電材料の高性能化 査読有り

    宮﨑 讓, 濱田 陽紀, 菊池 祐太, 林 慶

    粉体および粉末冶金　64　(8)　461-466　2017年8月1日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.2497/jjspm.64.461 　

    ISSN：0532-8799

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    &quot;チムニーラダー型高マンガンケイ化物熱電材料の高性能化&quot;<br /> 宮崎 讓, 濱田 陽紀, 菊池 祐太, 林 慶<br /> 紛体および粉末冶金, 64, 461 (2017).

  40. Preparation and thermoelectric properties of mixed valence compound Sn2S3 査読有り

    Wataru Saito, Kei Hayashi, Hiroki Nagai, Yuzuru Miyazaki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　56　(6)　061201/1-061201/4　2017年6月

    出版者・発行元：IOP PUBLISHING LTD

    DOI： 10.7567/JJAP.56.061201 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

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    The preparation and thermoelectric properties of Sn2S3 polycrystalline samples were reported. An almost single-phase Sn2S3 polycrystalline sample was obtained by heating Sn and S mixed powders: the sample was successfully densified using a spark-plasma-sintering method. Sn2S3 building blocks with electron lone pairs were weakly bonded via van der Waals force. Similar to other compounds with electron lone pairs, a thermal conductivity lower than 1.4W.m(-1).K-1 was obtained for the Sn2S3 sample from 298 to 701 K. Although the Sn2S3 sample exhibited a high absolute value of Seebeck coefficient, its electrical conductivity was considerably low, leading to a low dimensionless figure of merit, zT, of 9.6 x 10(-4) at 700 K. The poor electrical transport properties indicated that the Sn2S3 sample was a semiconductor with an extremely low carrier density, which was confirmed by measurements of its band gap and by calculations of the temperature dependence of Seebeck coefficient. (C) 2017 The Japan Society of Applied Physics

  41. Structural and Thermoelectric Properties of Ternary Full-Heusler Alloys 査読有り

    K. Hayashi, M. Eguchi, Y. Miyazaki

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　46　(5)　2710-2716　2017年5月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-016-4944-0 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    The thermoelectric properties of ternary full-Heusler alloys, Co-2 YZ, which are in a ferromagnetic state up to high temperature above 300 K, were measured and are discussed in terms of the crystal structure and electronic states. Among the full-Heusler alloys studied, the Co2MnSi sample exhibited the highest absolute value of Seebeck coefficient and also the highest electrical conductivity in the temperature range from 300 K to 1023 K. The highest power factor of 2.9 x 10(-3) W/m-K-2 was obtained for the Co2MnSi sample at 550 K, demonstrating the potential of half-metallic full-Heusler alloys as thermoelectric materials.

  42. Crystal Structure and Thermoelectric Properties of Lightly Vanadium-Substituted Higher Manganese Silicides (Mn<sub>1-x</sub>V<sub>x</sub>)Si<sub>γ</sub> 査読有り

    Yuzuru Miyazaki, Haruki Hamada, Kei Hayashi, Kunio Yubuta

    Journal of Electronic Materials　46　(5)　2705-2709　2017年5月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1007/s11664-016-4937-z 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

  43. Structural and Thermoelectric Properties of Ternary Full-Heusler Alloys 査読有り

    K. Hayashi, M. Eguchi, Y. Miyazaki

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　46　(5)　2710-2716　2017年5月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-016-4944-0 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    The thermoelectric properties of ternary full-Heusler alloys, Co-2 YZ, which are in a ferromagnetic state up to high temperature above 300 K, were measured and are discussed in terms of the crystal structure and electronic states. Among the full-Heusler alloys studied, the Co2MnSi sample exhibited the highest absolute value of Seebeck coefficient and also the highest electrical conductivity in the temperature range from 300 K to 1023 K. The highest power factor of 2.9 x 10(-3) W/m-K-2 was obtained for the Co2MnSi sample at 550 K, demonstrating the potential of half-metallic full-Heusler alloys as thermoelectric materials.

  44. Structural and thermoelectric properties of TTF-I-0.71 organic compound 査読有り

    Kei Hayashi, Kento Kuba, Yuzuru Miyazaki

    PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS　254　(2)　1600513/1-1600513/4　2017年2月

    出版者・発行元：WILEY-V C H VERLAG GMBH

    DOI： 10.1002/pssb.201600513 　

    ISSN：0370-1972

    eISSN：1521-3951

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    Crystal structure and thermoelectric properties of an organic compound of tetrathiafulvalene (TTF) and iodine (I), TTF-I-0.71, were investigated. From X-ray diffraction of TTF-I-0.71 powder prepared by a solid state reaction, the superspace group of TTF-I-0.71 was determined as C2/m(p0r)0s. The TTF-I-x thin films were also fabricated on a glass substrate. It was found that the actual composition x increased with film thickness, and reached to approximately 0.72 above 300nm. The Seebeck coefficient and electrical conductivity of the films showed time-dependent change, due to the homogenization of iodine concentration in the film.

  45. Polymer electrolyte liquid crystal mixtures as phase-dependent thermoelectric materials 国際誌 国際共著 査読有り

    Said, S.M., Sahamir, S.R., Sabri, M.F.M., Kamarudin, M.A., Hayashi, K., Zulkifli, A.Z.S., Nakajo, T., Kubouchi, M., Miyazaki, Y.

    Molecular Crystals and Liquid Crystals　642　(1)　9-17　2017年

    DOI： 10.1080/15421406.2016.1262668 　

  46. Effects of Nb substitution on thermoelectric properties of CrSi2 査読有り

    Hiroki Nagai, Tomohisa Takamatsu, Yoshihiko Iijima, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS　687　37-41　2016年12月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2016.06.047 　

    ISSN：0925-8388

    eISSN：1873-4669

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    The effects of Nb substitution on the solubility range, lattice parameters, and thermoelectric properties of CrSi2 with a C40-type structure have been investigated. Polycrystalline samples of Nb-substituted Cr1-xNbxSi2 (0 &lt;= x &lt;= 0.15) have been prepared by a two-step arc-melting process, followed by spark plasma sintering. XRD patterns confirm that single-phase Cr1-xNbxSi2 is obtained in the composition range 0 &lt;= x &lt;= 0.10. As x increases from 0 to 0.10, the a- and c-axis lengths increase linearly. For x &gt; 0.10, the a- and c-axis lengths do not obey Vegard's rule. The electrical conductivity of Cr1-xNbxSi2 (0 &lt;= x &lt;= 0.10) increases with increasing x, although the Seebeck coefficient gradually decreases with increasing x over the entire temperature range. In addition, the total thermal conductivity decreases with increasing x, owing to the reduction in lattice thermal conductivity. As a consequence, the dimensionless figure-of-merit ZT(max) increases from 0.16 (x = 0) at 600 K to 0.20 (x = 0.05) at 700 K. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  47. Effects of Ge substitution on thermoelectric properties of CrSi2 査読有り

    Hiroki Nagai, Tomohisa Takamatsu, Yoshihiko Iijima, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　55　(11)　111801　2016年11月

    出版者・発行元：IOP PUBLISHING LTD

    DOI： 10.7567/JJAP.55.111801 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

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    Polycrystalline Cr(Si1-xGex)(2) samples were prepared using arc melting and spark plasma sintering methods. Single-phase Cr(Si1-xGex)(2) samples were obtained for the compositional range of 0 &lt;= x &lt;= 0.015 and the lattice parameters monotonically increased with x. In the range of single phases, the electrical conductivity and Seebeck coefficient increased and decreased with increasing x, respectively. The partial substitution of Ge effectively reduced the thermal conductivity to similar to 80%, which resulted in the increase in the ZT of Cr(Si1-xGex)(2) samples from 0.16 (x = 0) to 0.25 (x = 0.015) at 600 K. From the results of first-principles calculation for transport properties, it can be concluded that the origin of the increase in electrical conductivity and the decrease in Seebeck coefficient of Ge-substituted samples is the decrease in carrier effective mass. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

  48. Thermoelectric and magnetic properties of Yb2MgSi2 prepared by spark plasma sintering method 査読有り

    M. Kubouchi, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING　122　(8)　769/1-769/6　2016年8月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s00339-016-0300-8 　

    ISSN：0947-8396

    eISSN：1432-0630

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    An intermediate-valence compound, Yb2MgSi2, has been prepared using a spark plasma sintering method. The magnetic susceptibility and thermoelectric properties of Yb2MgSi2 are measured in the temperature range from 5 to 300 K. From the magnetic susceptibility results, Yb valence of the Yb2MgSi2 is evaluated. As compared with YbAl3, which is one of the promising thermoelectric materials that can be used at low temperatures, Yb2MgSi2 exhibits a lower absolute value of Seebeck coefficient, higher electrical resistivity, and lower thermal conductivity over the measured temperature range. A maximum dimensionless figure of merit, ZT, of 0.0018 is achieved at around 200 K.

  49. Electronic structure and thermoelectric properties of boron doped Mg2Si 査読有り

    M. Kubouchi, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    SCRIPTA MATERIALIA　123　59-63　2016年6月10日

    出版者・発行元：PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2016.06.001 　

    ISSN：1359-6462

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    Electronic structure calculations and measurements of the thermoelectric properties of boron (B)-doped magnesium silicide (Mg2Si) have been performed. The calculations predict that the preferential B-doping site is an interstitial site of Mg2Si, leading to increase electron carriers. As predicted by the calculations, the prepared B doped and non-doped polycrystalline Mg2Si samples exhibit an n-type electrical transport property. B-doping enhances the electrical conductivity and slightly lowers the absolute value of the Seebeck coefficient of Mg2Si, whereas it does not affect the thermal conductivity. Reflecting the enhancement of electrical conductivity, the dimensionless figure of merit, Z7; of Mg2Si is improved by the B-doping. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  50. Thermoelectric Hexagonal A-Mg-Si with A = Sr and Ba Zintl Phases 査読有り

    T. Kajitani, K. Takahashi, M. Saito, H. Suzuki, S. Kikuchi, M. Kubouchi, K. Hayashi

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　45　(10)　5238-5245　2016年6月3日

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-016-4658-3 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    Hexagonal A-Mg-Si with A = Sr and Ba Zintl phases are promising candidates for p-type magnesium silicides usable with n-Mg2Si under 900 K. We synthesized p-type A-Mg-Si Zintl phases by the spark plasma synthesis procedure. Mg2Si and Mg(2)A powders were mixed at the ratio of 1-x/x with x = 0.3-0.4. Two-step synthesis was performed at 850 K for 20 min and 1100 K for 20 min under uniaxial pressure at 30 MPa. Sintered pellets exhibited a stable p-type thermoelectric property. These pellets consisted of several unknown phases. We found two semiconductor phases, namely A(2)Mg(4)Si(3) and A(2)Mg(12)Si(7). The crystal structures of the 2/4/3-and 2/12/7-phases were P-(6) over bar 2m (No. 189)-and P6(3)/m (No. 176)-types, respectively. Sr0.70Mg2Si, Ba3Mg10Si7 and Sr3Mg10Si7 phases are newly found and characterized by a single crystal diffraction study. Previously found Sr2Mg4Si3 single phase polycrystalline 30 phi x 10 mm pellets were successfully synthesized. The thermoelectric performance of the Sr2Mg4Si3 single phase sample was tested. The pellets exhibit p-type behavior from room temperature to 700 K. The thermal conductivity, kappa, was almost constant at 1.1 W/mK from 350 K to 700 K.

  51. Crystal structure and thermoelectric properties of the incommensurate chimney-ladder compound VGeγ (γ~1.82) 査読有り

    Haruki Hamada, Yuta Kikuchi, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    Journal of Electronic Materials　45　(3)　1365-1368　2016年3月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1007/s11664-015-4036-6 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

  52. Effect of Interstitial Mg in Mg2+xSi on Electrical Conductivity and Seebeck Coefficient 査読有り

    M. Kubouchi, Y. Ogawa, K. Hayashi, T. Takamatsu, Y. Miyazaki

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　45　(3)　1589-1593　2016年3月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-015-4126-5 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    The crystal structure, thermoelectric properties, and microstructure of polycrystalline samples with nominal compositions Mg2+xSi (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5) have been investigated. It is revealed that the Mg2+xSi samples were composites consisting of Mg2Si matrix with dispersed Mg metal. The Mg2Si crystals contained a small amount of Mg atoms at interstitial (1/2 1/2 1/2) site (Mg-i). In addition, Mg metal was present at grain boundaries between Mg2Si crystal grains (Mg-GB). Regarding thermoelectric properties, the electrical conductivity and Seebeck coefficient of Mg2+xSi were measured and their x dependences were discussed in terms of the amounts of Mg-i and Mg-GB. The amount of Mg-GB and the electrical conductivity indicate quite similar x dependences.

  53. ノンドープ銅酸化物超伝導体T'-La<sub>1.8</sub>Eu<sub>0.2</sub>CuO<sub>4</sub>の電子輸送特性

    大橋 幸記, 川股 隆行, 高松 智寿, 足立 匡, 加藤 雅恒, 内藤 秀磨, 林 慶, 宮崎 讓, 小池 洋二

    日本物理学会講演概要集　71　1924-1924　2016年

    出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_1924 　

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    <p>T'構造をもつ銅酸化物超伝導体では，過剰酸素を適切に除去すると，キャリアドープせずとも，超伝導が発現することが報告されている．近年，我々はT_c_ ~ 20 Kをもつノンドープ超伝導体T'-La_1.8_Eu_0.2_CuO_4_の粉末バルク試料の作製に成功した．そこで，我々は放電プラズマ焼結を用いてペレットを作製し，電気抵抗率，熱電能を測定したため，その結果を報告する．</p>

  54. Structural and thermoelectric properties of TTF-I-0.71 organic compound 査読有り

    Hayashi, Kei, Kuba, Kento, Miyazaki, Yuzuru, IEEE

    2016 Compound Semiconductor Week (Csw) Includes 28th International Conference on Indium Phosphide & Related Materials (Iprm) & 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (Iscs)　2016年

  55. Crystal structure and thermoelectric properties of the incommensurate chimney-ladder compound RhGeγ (γ~1.293) 招待有り 査読有り

    Yuzuru Miyazaki, Takaki Nakajo, Yuta Kikuchi, Kei Hayashi

    Journal of Materials Research　30　(17)　2611-2617　2015年9月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1557/jmr.2015.137 　

    ISSN：0884-2914

    eISSN：2044-5326

  56. Ionic liquid entrapment by an electrospun polymer nanofiber matrix as a high conductivity polymer electrolyte 国際誌 国際共著 査読有り

    R. S. Datta, S. M. Said, S. R. Shahrir, Norbani Abdullah, M. F. M. Sabri, S. Balamurugan, Y. Miyazaki, K. Hayashi, N. A. Hashim, Umma Habiba, Amalina M. Afifi

    RSC ADVANCES　5　(60)　48217-48223　2015年

    出版者・発行元：ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI： 10.1039/c5ra03935e 　

    ISSN：2046-2069

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    Through external doping, novel conductive polymer nanofibers were successfully fabricated using ionic liquids. In this study, a polymer blend of polyvinyl alcohol (PVA) and chitosan (CS) in a 4 : 1 weight ratio was fabricated in the form of nanofibers through electrospinning and used as a scaffold membrane to capture room-temperature ionic liquids (RTILs), such as 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIMCl) and 1-butyl-3-methylimidazolium bromide (BMIMBr). Morphological analysis using scanning electron microscopy (SEM) showed that the scaffold structure of the electrospun membrane facilitated sufficient trapping of RTILs. This membrane demonstrated significantly increased conductivity from 6 x 10(-6) S cm(-1) to 0.10 S cm(-1), interestingly surpassing the value of pure ionic liquids, where the polymer chain breathing model has been suggested as a hypothesis to explain this phenomena. The dominance of ions as charge carriers was explained using an ionic transference number measurement. The interaction between the polymer nanofiber matrix and an ionic liquid has been explained using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), where the ionic liquid was found to be physically dispersed in the polymer nanofiber matrix. These materials have also shown some thermoelectric (TE) activity, by demonstrating Seebeck coefficients up to 17.92 mu V K-1. The existence of freely movable ions in this type of membrane shows their applications as energy storage/conversion devices such as organic thermoelectrics (TEs), sensors, and dye-sensitised solar cells.

  57. High temperature X-ray diffraction study on incommensurate composite crystal MnSiγ – (3+1)-dimensional superspace approach 査読有り

    Y. Kikuchi, T. Nakajo, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    Journal of Alloys and Compounds　616　263-267　2014年12月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2014.07.106 　

    ISSN：0925-8388

    eISSN：1873-4669

  58. Quantitative analysis of interstitial Mg in Mg2Si studied by single crystal X-ray diffraction 査読有り

    M. Kubouchi, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS　617　389-392　2014年12月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2014.07.137 　

    ISSN：0925-8388

    eISSN：1873-4669

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    We investigate the existence of Mg at an interstitial (1/21/21/2) site of Mg-deficient Mg2Si samples, whose nominal composition is Mg2-xSi (x = 0, 0.095, 0.182, 0.260, and 0.333). Single-crystal X-ray diffraction measurements indicate that the interstitial Mg (Mg-i) is contained in all samples, and its occupancy is around 0.5% regardless of x. This result is supported by the Hamilton test: a hypothesis that the Mg-i exists in the Mg2-xSi samples is not rejected at the significant level below 0.10. On the other hand, the Mg occupancy at an (1/41/41/4) site tends to decrease with increasing x. The Seebeck coefficient and electrical conductivity of Mg2-xSi is discussed in terms of the x dependence of Mg-i (1/21/21/2) and Mg (1/41/41/4) site occupancies. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

  59. Microstructure and thermoelectric properties of y x Al y B14 samples fabricated through the spark plasma sintering 査読有り

    Satofumi Maruyama, Toshiyuki Nishimura, Yuzuru Miyazaki, Kei Hayashi, Tsuyoshi Kajitani, Takao Mori

    Materials for Renewable and Sustainable Energy　3　(3)　31　2014年9月1日

    出版者・発行元：SpringerOpen

    DOI： 10.1007/s40243-014-0031-8 　

    ISSN：2194-1467 2194-1459

    eISSN：2194-1467

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    Excellent control in p- and n-type transport characteristics was previously obtained for the thermoelectric Y x Al y B14 compounds through Al flux method. In this study, new attempts were made to reduce their grain sizes to obtain dense samples and to possibly lower the thermal conductivity. Introducing the reduction of grain sizes into Y x Al y B14 samples was attempted by two methods one was through mechanical grinding, and the other was by synthesizing Y x Al y B14 via Y0.56B14 (denoted as "vYB-YAlB14"). Mechanical grinding using ball milling with Si3N4 pots and balls was found not to be an efficient way to decrease the grain size because of contamination of Si3N4. In contrast, vYB-YAlB14 samples were successfully synthesized. Through the synthesis of Y0.56B14, the boron network structure was first formed. Afterward, Y x Al y B14 was obtained by adding Al in the boron network structure through a heat treatment. Due to shorter heating time at lower temperature, the grain sizes were discovered to be smaller than that of Al flux method. The decrease of grain size was found to be beneficial for the densification of Y x Al y B14 and the decrease of its thermal conductivity.

  60. Fabrication of Multilayer-Type Mn-Si Thermoelectric Device 査読有り

    T. Kajitani, T. Ueno, Y. Miyazaki, K. Hayashi, T. Fujiwara, R. Ihara, T. Nakamura, M. Takakura

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　43　(6)　1993-1999　2014年6月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-013-2933-0 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    This research aims to develop a direct-contact manganese silicon p/n multilayer-type thermoelectric power generation block. p-type MnSi1.74 and n-type Mn0.7Fe0.3Si1.68 ball-milled powders with diameter of about 10 mu m or less were mixed with polyvinyl butyl alcohol diluted with methylbenzene at pigment volume concentration of approximately 70%. The doctor-blade method produced 45-mu m-thick p- and n-type pigment plates. The insulator, i.e., powdered glass, was mixed with cellulose to form insulator slurry. Lamination of manganese silicide pigment layers and screen-printed insulator layers was carried out to fabricate multilayer direct-contact thermoelectric devices. Hot pressing and spark plasma sintering were carried out at 450A degrees C and 900A degrees C, respectively. Four to 30 thermoelectric (TE) p/n pairs were fabricated in a 10 mm x 10 mm x 10 mm sintered TE block. The maximum output was 11.7 mW/cm(2) at a temperature difference between 20A degrees C and 700A degrees C, which was about 1/85 of the ideal power generation estimated from the thermoelectric data of the bulk MnSi1.74 and Mn0.7Fe0.3Si1.68 materials. A power generation test using an engine test bench was also carried out.

  61. Thermoelectric Potential of Polymer-Scaffolded Ionic Liquid Membranes 国際誌 国際共著 査読有り

    R. S. Datta, S. M. Said, S. R. Sahamir, M. R. Karim, M. F. M. Sabri, T. Nakajo, M. Kubouchi, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　43　(6)　1585-1589　2014年6月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-013-2799-1 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    Organic thin films have been viewed as potential thermoelectric (TE) materials, given their ease of fabrication, flexibility, cost effectiveness, and low thermal conductivity. However, their intrinsically low electrical conductivity is a main drawback which results in a relatively lower TE figure of merit for polymer-based TE materials than for inorganic materials. In this paper, a technique to enhance the ion transport properties of polymers through the introduction of ionic liquids is presented. The polymer is in the form of a nanofiber scaffold produced using the electrospinning technique. These fibers were then soaked in different ionic liquids based on substituted imidazolium such as 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride or 1-butyl-3-methylimidazolium bromide. This method was applied to electrospun polyacrylonitrile and a mixture of polyvinyl alcohol and chitosan polymers. The ion transport properties of the membranes have been observed to increase with increasing concentration of ionic liquid, with maximum electrical conductivity of 1.20 x 10(-1) S/cm measured at room temperature. Interestingly, the maximum electrical conductivity value surpassed the value of pure ionic liquids. These results indicate that it is possible to significantly improve the electrical conductivity of a polymer membrane through a simple and cost-effective method. This may in turn boost the TE figures of merit of polymer materials, which are well known to be considerably lower than those of inorganic materials. Results in terms of the Seebeck coefficient of the membranes are also presented in this paper to provide an overall representation of the TE potential of the polymer-scaffolded ionic liquid membranes.

  62. Theoretical and experimental investigation of the excellent p-n control in yttrium aluminoborides 査読有り

    Ryoji Sahara, Takao Mori, Satofumi Maruyama, Yuzuru Miyazaki, Kei Hayashi, Tsuyoshi Kajitani

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS　15　(3)　035012/1-035012/8　2014年6月

    出版者・発行元：IOP PUBLISHING LTD

    DOI： 10.1088/1468-6996/15/3/035012 　

    ISSN：1468-6996

    eISSN：1878-5514

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    First-principles calculations were carried out to elucidate the excellent control of p-n characteristics recently reported for yttrium aluminoborides YxAlyB14 (x similar to 0.57) with different occupancies of Al sitesy(0.41 &lt;= y &lt;= 0.63). Such control of the occupancy of metal sites in borides is unusual. Calculations based on detailed x-ray diffraction data reveal a stable configuration of the atomic sites, indicating that such variation in occupancy is possible. A shift from positive through zero to negative values of the Seebeck coefficient is also clearly illustrated by determining the density of states for different configurations.

  63. Al insertion and additive effects on the thermoelectric properties of yttrium boride 査読有り

    Satofumi Maruyama, Anastasiia Prytuliak, Yuzuru Miyazaki, Kei Hayashi, Tsuyoshi Kajitani, Takao Mori

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　115　(12)　123702/1-123702/6　2014年3月

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    DOI： 10.1063/1.4869131 　

    ISSN：0021-8979

    eISSN：1089-7550

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    The aluminoboride YxAlyB14 (x similar to 0.57, 0.41 &lt;= y &lt;= 0.63) has been found to show striking p-n control of the thermoelectric properties through variations of the y occupancy of the Al site. The effect of Al was investigated in further extremes. Polycrystalline samples of Al-free YxB14(x similar to 0.55; "YB25") were successfully synthesized in sufficient amounts for bulk spark plasma sintering (SPS) samples and their thermoelectric properties were investigated. Y0.56Al0.57B14 was also prepared in comparison, and further Al was added to the samples through SPS treatment. We observed that Y0.55B14 exhibits large positive Seebeck coefficients, similar to 1000 mu V K-1, around room temperature and the absolute value of the Seebeck coefficient largely decreases with increase of temperature while that of Y0.56Al0.57B14 is proportional to T-1/2, indicating a strong effect of Al on the electronic structure around the Fermi level. Y0.55B14 was found to be strongly disordered with a relatively low thermal conductivity and short localization length of 0.65 angstrom which is close to that previously determined for the disordered and thermally glass-like compound YB66. Occupancy of Al could not be increased further for the Al-rich sample, although Al was discovered to act as a sintering aid to enhance density and ZT could be significantly improved by 50%. (C) 2014 AIP Publishing LLC.

  64. 新規なホウ素系高温熱電変換材料の展望

    森 孝雄, David Berthebaud, Anastasiia Prytuliak, Ievgen Kuzmych-Ianchuk, Oksana Solohub, 西島一志, 道上勇一, 西村聡之, 丸山恵史, 宮崎 譲, 林 慶, 梶谷 剛, 野村明子, 湯葢邦夫, 宍戸統悦, 岡田 繁

    第9回日本ホウ素・ホウ化物研究会　9　5-6　2013年12月

  65. High-Performance p-Type Magnesium Silicon Thermoelectrics 査読有り

    T. Kajitani, M. Kubouchi, S. Kikuchi, K. Hayashi, T. Ueno, Y. Miyazaki, K. Yubuta

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　42　(7)　1855-1863　2013年7月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-012-2450-6 　

    ISSN：0361-5235

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    Prospective p-type magnesium-silicon compounds have been produced from mixed and sintered Mg2Si, Mg2Sr or Mg2Ba powders. The synthesis was carried out through the spark plasma sintering (SPS) process at 1123 K for 10 min at 50 MPa. p-Type thermoelectric performance was observed for samples prepared from sintered powder at nominal compositions (Mg2Si)(0.7)(Mg2Sr)(0.3) and (Mg2Si)(0.7)(Mg2Ba)(0.3). The maximum dimensionless figure of merit, ZT, of the former sample reached 0.24 at 700 K. The crystal structures and chemical contents were carefully elucidated by powder and single-crystal x-ray diffraction (XRD) measurements, scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM) with the use of energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The SPS samples consisted of two new unknown phases. Based on the single-crystal XRD data, the crystal structures of two different A(Sr or Ba)-Mg-Si crystals are successfully determined. The two structures are hexagonal P6(3)/m-type A(2)Mg(12)Si(7) and (no. 189)-type A(2)Mg(4)Si(3). The two structures consist of three-dimensionally interconnecting MgSi4 tetrahedron networks and alkaline-earth ion columns aligned parallel to the 4.3- axes. Both phases have identical [(A(2+), Mg2+)](2)[Si4-]-type chemical formulae, being identified as a kind of Zintl phase.

  66. Crystal Structure and Thermoelectric Properties of Misfit-Layered Sulfides [Ln(2)S(2)] (p) NbS2 (Ln = Lanthanides) 査読有り

    Yuzuru Miyazaki, Hidenori Ogawa, Takaki Nakajo, Yuta Kikuchii, Kei Hayashi

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　42　(7)　1335-1339　2013年7月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-012-2443-5 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    Polycrystalline samples of misfit-layered sulfides [Ln(2)S(2)] (p) NbS2 (Ln = lanthanides) have been prepared using the CS2 sulfidation method. Except for Ln = Eu and Lu, single-phase samples were prepared. The compounds consist of an alternate stacking of a trigonal prism-type [NbS2] layer and a double-layered NaCl [rock salt (RS)]-type [Ln(2)S(2)] block, parallel to the c-axis. Three types of stacking modes of the [NbS2] layer and the RS-type block have been confirmed with a (3 + 1)-dimensional superspace group description: two face-centered orthorhombic structures and one face-centered monoclinic structure. Slightly cation-deficient samples with Ln = Yb exhibit the highest Seebeck coefficient S a parts per thousand 59 mu V/K. With electrical resistivity of cm and thermal conductivity of kappa = 0.69 W/Km, this yields a dimensionless figure of merit of ZT = 0.11 at 300 K.

  67. Structural, magnetic, and ferroelectric properties of CuFe1-xMnxO2 査読有り

    K. Hayashi, R. Fukatsu, T. Nozaki, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    PHYSICAL REVIEW B　87　(6)　064418/1-064418/5　2013年2月

    出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC

    DOI： 10.1103/PhysRevB.87.064418 　

    ISSN：1098-0121

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    We have investigated the structural, magnetic, and ferroelectric properties of Mn-substituted CuFeO2, i.e., CuFe1-xMnxO2 (0 &lt;= x &lt;= 0.2). CuFeO2 is a typical frustrated triangular lattice antiferromagnet due to its Fe3+ triangular configuration. Although the lattice constants and atomic bond distances do not change in the range of 0 &lt;= x &lt;= 0.2, structural modulation introduced by the Mn substitution affects the magnetic and dielectric properties. A multiferroic phase, where the antiferromagnetism and ferroelectricity coexist, is found in a narrow range of 0.01 &lt;= x &lt;= 0.1. The origin of the multiferroic characteristics is discussed in terms of the partial release of the spin frustration. DOI: 10.1103/PhysRevB.87.064418

  68. 特異な結晶構造を持つマンガンケイ化物系熱電材料の高性能化

    宮﨑 讓, 菊池祐太, 林 慶

    日本機械学会第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演論文集　2013年

  69. Excellent p-n control in a high temperature thermoelectric boride 査読有り

    Satofumi Maruyama, Yuzuru Miyazaki, Kei Hayashi, Tsuyoshi Kajitani, Takao Mori

    APPLIED PHYSICS LETTERS　101　(15)　152101/1-152101/4　2012年10月

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    DOI： 10.1063/1.4758297 　

    ISSN：0003-6951

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    Polycrystalline samples of YxAlyB14 (x similar to 0.57) with different fractional occupancies y (0.41 &lt;= y &lt;= 0.63) were synthesized and their thermoelectric properties investigated. Electrical conductivities generally followed three-dimensional variable range hopping with a rapid delocalization indicated as electrons were increased. Positive Seebeck coefficients were obtained for the Al-poor sample, y = 0.41, which was shifted in the negative direction with increase of y. Maximum Seebeck coefficient values were approximately 400 mu V K-1 at 850 K and -200 mu V K-1 at 1000 K, for p-type and n-type, respectively. Excellent control of p-n characteristics was achieved in a system with the same crystal structure and consisting of the same elements. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4758297]

  70. Enhanced thermoelectric performance of a chimney-ladder (Mn1-xCrx)Siγ (γ~1.7) solid solution 査読有り

    Y. Kikuchi, Y. Miyazaki, Y. Saito, K. Hayashi, K. Yubuta, T. Kajitani

    Japanese Journal of Applied Physics　51　(8)　085801　2012年8月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1143/JJAP.51.085801 　

    ISSN：0021-4922

  71. Anisotropic thermoelectric properties of MnSiγ film prepared on R-sapphire 査読有り

    K. Takeda, Y. Kikuchi, K. Hayashi, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    Applied Physics Express　5　(5)　055501　2012年5月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1143/APEX.5.055501 　

    ISSN：1882-0778

  72. Cation distribution dependence on thermoelectric properties of doped spinel M 0.6Fe 2.4O 4 査読有り

    Tomohiro Nozaki, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki, Tsuyoshi Kajitani

    Materials Transactions　53　(6)　1164-1168　2012年

    DOI： 10.2320/matertrans.M2012023 　

    ISSN：1345-9678

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    The electrical conductivity, Seebeck coefficient, and thermal conductivity of polycrystalline M 0.6Fe 2.4O 4 (M = Ni, Ni 0.5Mg 0.5, Ni 0.5Zn 0.5, Zn) were measured to elucidate cation distribution-dependent changes. Preferential occupation by the doped cation in the iron spinel has been noted: Zn 2+ ions prefer to occupy the tetrahedral A-site, while Ni 2+ and Mg 2+ prefer to occupy the octahedral B-site. While the electrical conductivity and Seebeck coefficient are almost cation distribution-independent, the thermal conductivity at room temperature is sensitive to the cation distributions. The lowest thermal conductivity of 2.0Wm -1K -1 at room temperature is observed for Zn 0.6Fe 2.4O 4. The value is about one third of that of Ni 0.6Fe 2.4O 4. The thermal transport of MxFe3 xO4 is mainly affected by cation distribution at the A-site, while the electrical transport is affected by the B-site, which is discussed in terms of the point defects at the A- and B-sites. Due to the disordering at the A- and Bsites, the thermal conductivity of M xFe 3-xO 4 could be reduced without decreasing the electrical conductivity. Doped spinel-ferrite M xFe 3-xO 4 would be a kind of "phonon-glass electron-crystal" material. © 2012 The Japan Institute of Metals.

  73. Phase separation in thermoelectric delafossite CuFe1−xNixO2 observed by soft x-ray magnetic circular dichroism 国際誌 国際共著 査読有り

    J.-S. Kang, D. H. Kim, J. Hwang, E. Lee, T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani, B.-G. Park, J.-Y. Kim, B. I. Min

    Applied Physics Letters　99　(1)　012108/1-012108/3　2011年7月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.3609248 　

    ISSN：0003-6951

  74. Soft x-ray synchrotron radiation spectroscopy study of CuFe1-xNixO2 (0≤x≤0.03) delafossite oxides 国際誌 国際共著 査読有り

    D. H. Kim, J. H. Hwang, K. H. Lee, J.-S. Kang, T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani, B.-G. Park, J.-Y. Kim, B. I. Min

    Journal of Applied Physics　109　(7)　07D727/1-07D727/3　2011年4月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.3561041 　

    ISSN：0021-8979

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    PROCEEDINGS OF THE 55TH ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS

  75. Preparation and thermoelectric properties of a chimney-ladder (Mn1-xFex)Siγ (γ~1.7) solid solution 査読有り

    Y. Miyazaki, Y. Saito, K. Hayashi, K. Yubuta, T. Kajitani

    Japanese Journal of Applied Physics　50　(3)　035804/1-035804/5　2011年3月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1143/JJAP.50.035804 　

    ISSN：0021-4922

  76. Fabrication of iodine-doped pentacene thin films for organic thermoelectric devices 査読有り

    K. Hayashi, T. Shinano, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　109　(2)　023712/1-023712/4　2011年1月

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    DOI： 10.1063/1.3537831 　

    ISSN：0021-8979

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    We investigate the relation between the morphology and thermoelectric properties of iodine-doped pentacene thin films grown on the glass substrate. The electrical conductivity and thermoelectric power factor are enhanced with decreasing the film thickness and growth temperature due to the volumetric increase in the thin film phase relative to the bulk phase in the film. The 115 and 190 nm thin films grown at room temperature, whose majority phase is the thin film phase, exhibit high power factor of 1.3 X 10(-5) W m(-1) K(-2). Also, we demonstrate an improved stability of thermoelectric properties by covering the iodine-doped film with a polyimide tape. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3537831]

  77. Thermoelectric properties of iodine doped pentacene thin films 査読有り

    Kei Hayashi, Takashi Shinano, Yuzuru Miyazaki, Tsuyoshi Kajitani

    PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 8, NO 2　8　(2)　2011年

    出版者・発行元：WILEY-V C H VERLAG GMBH

    DOI： 10.1002/pssc.201000425 　

    ISSN：1862-6351

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    We attempted the iodine doping on the pentacene thin film grown on the glass substrate, and measured thermoelectric properties. The doped iodine formed polyiodine species in the film. Although the thermoelectric performance was relatively high among organic semiconductor thin films, it decreased through time due to the desorption of the polyiodine species from the film. (C) 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

  78. Effect of Cobalt-Substitution on the Structure and Thermoelectric Properties of Chimney-Ladder Solid Solution (Mn1-xCox)Siγ (γ~1.7) 査読有り

    Y. Miyazaki, Y. Saito, K. Hayashi, K. Yubuta, T. Kajitani

    Advances in Science and Technology　74　22-25　2010年10月

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/AST.74.22 　

  79. Thermoelectric iron oxides 査読有り

    T. Kajitani, T. Nozaki, K. Hayashi

    Advances in Science and Technology　74　66-71　2010年10月

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/AST.74.66 　

  80. Mn-Substitution Effect on Thermal Conductivity of Delafossite-Type Oxide CuFeO2 査読有り

    T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani

    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　39　(9)　1798-1802　2010年9月

    出版者・発行元：SPRINGER

    DOI： 10.1007/s11664-010-1135-2 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

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    We have prepared the CuFe1-x Mn (x) O-2 solid solution to enhance the thermoelectric performance of CuFeO2 by reducing its thermal conductivity kappa. With increasing x above 0.4, the crystal structure changes from delafossite (R (3) over barm) to crednerite (C2/m). CuFe0.5Mn0.5O2 exhibits the lowest kappa value of 2.28 W/m K at the theoretical density, being about one-quarter of that of the end members, CuFeO2 and CuMnO2. We discuss the temperature dependence of kappa in terms of a classical phonon transport model, and conclude that local structural modulation due to the mixture of undistorted FeO6 octahedra and distorted MnO6 octahedra in CuFe1-x Mn (x) O-2 leads to the significant reduction of kappa.

  81. Rubbing effect on surface morphology and thermoelectric properties of TTF-TCNQ thin films 査読有り

    E. Tamayo, K. Hayashi, T. Shinano, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    APPLIED SURFACE SCIENCE　256　(14)　4554-4558　2010年5月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI： 10.1016/j.apsusc.2010.02.046 　

    ISSN：0169-4332

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    Thin films of tetrathiofulvalene-tetracyanoquinodimethane (TTF-TCNQ), a typical organic material of charge transfer salts, were prepared on glass substrates by evaporation using TTF-TCNQ powder. The rubbing effect on the surface morphology and thermoelectric properties was studied. TTF-TCNQ films exhibited a bush-like disordered growth on the as-received glass substrate, whereas those on the rubbed glass substrate had extremely flat surfaces tiled with small rectangular TTF-TCNQ single crystals. Due to the ordered alignment of TTF-TCNQ tiles, improvement in the electrical conductivity and enhancement of the Seebeck coefficient were achieved. (C) 2010 Elsevier B. V. All rights reserved.

  82. Spin dynamics of triangular lattice antiferromagnet CuFeO2: Crossover from spin-liquid to paramagnetic phase 査読有り

    K. Hayashi, T. Nozaki, R. Fukatsu, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    PHYSICAL REVIEW B　80　(14)　144413/1-144413/5　2009年10月

    出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC

    DOI： 10.1103/PhysRevB.80.144413 　

    ISSN：1098-0121

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    We have investigated the spin dynamics of triangular lattice antiferromagnet CuFeO2 by measuring powder neutron inelastic-scattering spectra. A quasielastic component whose half-width oscillates with the magnitude of the scattering vector appears in the spectra above Neel temperature. A dynamics model representing the shape of quasielastic components and oscillatory behaviors changes from spin jump diffusion to Heisenberg paramagnetic (PM) scattering with increasing temperature. These findings demonstrate that CuFeO2 shows a gradual transition from a spin-liquid phase to the Heisenberg PM phase. The origin of the spin-liquid phase is discussed in terms of incommensurate short-range spin correlation.

  83. Structure and High-Temperature Thermoelectric Properties of the n-Type Layered Oxide Ca2-xBix-δMnO4-γ 査読有り

    F. Kawashima, X.Y. Huang, K. Hayashi, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    Journal of Electronic Materials　38　(7)　1159-1162　2009年7月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1007/s11664-009-0700-z 　

    ISSN：0361-5235

    eISSN：1543-186X

  84. Electronic Structure and Thermoelectric Properties of the Delafossite-Type Oxides CuFe1–xNixO2 査読有り

    T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani

    Journal of Electronic Materials　38　(7)　1282-1286　2009年7月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1007/s11664-009-0775-6 　

    ISSN：0361-5235

  85. Modulated crystal structure of chimney-ladder higher manganese silicides MnSiγ (γ~1.74) 査読有り

    Y. Miyazaki, D. Igarashi, K. Hayashi, T. Kajitani, K. Yubuta

    Physical Review B　78　(21)　214104-1-214104-8　2008年12月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1103/PhysRevB.78.214104 　

    ISSN：1098-0121

  86. High temperature thermoelectric properties of delafossite-type oxides CuFe0.98M0.02O2 (M=Mg, Zn, Ni, Co, Mn, or Ti) 査読有り

    T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani

    PROCEEDINGS ICT 07: TWENTY-SIXTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THERMOELECTRICS　168-171　2008年

    出版者・発行元：IEEE

    ISSN：1094-2734

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    We have measured the electrical conductivity a an Seebeck coefficient S of CuFe0.98M0.02O2 (M=Mg, Zn, Ni, Co, Mn, or Ti) at high temperatures. The highest electrical conductivity of 30 S/cm was obtained with the Mg-doped ample above 600 K. The Seebeck coefficient of the doped samples were still high (higher than 210 mu V/K). The maximum power factor P=sigma S-2=4.1 x 10(-4) W/mK(2) at 1150 K vas obtained with CuFe0.98Mg0.02O2. The above results were well explained in terms of the valence states and ionic radii of he dopants. The chemical stability of the doped samples was discussed by measuring the temperature dependent power factor during the repeated cycles of heating and cooling processes.

  87. Effect of doping on thermoelectric properties of delafossite-type oxide CuCrO2 査読有り

    Kei Hayashi, Ken-ichi Sato, Tomohiro Nozaki, Tsuyoshi Kajitani

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　47　(1)　59-63　2008年1月

    出版者・発行元：JAPAN SOC APPLIED PHYSICS

    DOI： 10.1143/JJAP.47.59 　

    ISSN：0021-4922

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    We have studied the effects of doping on the high-temperature thermoelectric properties of the delafossite-type oxide CuCrO2. The single or double doping of divalent cations for Cr3+ ions was carried out to introduce hole carriers. For the first step, we measured the electrical conductivity sigma and Seebeck coefficient S of single-doped samples, and calculated the power factor P = sigma S-2, Mg-, Zn-, Ca-, Ni-, and Co-doped samples showed a higher power factor than CuCrO2, while the Fe-, V-, and Mn- doped samples exhibited a lower power factor. The maximum power factor P = 2.36 x 10-4 W/mK(2)

  88. Structure and high temperature thermoelectric properties of delafossite-type oxide CuFe1-xNixO2 (0≤x≤0.05) 査読有り

    K. Hayashi, T. Nozaki, T. Kajitani

    Japanese Journal of Applied Physics　46　(8A)　5226-5229　2007年8月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1143/JJAP.46.5226 　

    ISSN：0021-4922

  89. Spectroscopic evidence for energy loss of photoelectrons interacting with image charge 査読有り

    Ryuichi Arafune, Kei Hayashi, Shigenori Ueda, Yoichi Uehara, Sukekatsu Ushioda

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　76　(4)　044604-1-044604-5　2007年4月

    出版者・発行元：PHYSICAL SOC JAPAN

    DOI： 10.1143/JPSJ.76.044604 　

    ISSN：0031-9015

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    We have measured the spectra of very low-energy photoelectrons emitted from the Cu single crystal surface excited by tunable laser light. The difference between the photon energy and the work function of the sample surface (i.e., the highest kinetic energy of the photoelectron) was less than 300 meV. A spike structure appeared just above the vacuum level in the photoelectron spectra of the Cu(001) surface. In contrast the spectra from the Cu(110) and Cu(111) surfaces contained no such structure. We have concluded that the spike structure in the Cu(001) spectra arises from the electron energy loss in vacuum by interaction with its image charge. Finally we propose the mechanism through which the spike structure is produced. The spike structure appears when there is no electronic state at the vacuum level (at the Gamma(-) point) to which zero kinetic energy photoelectrons can return.

  90. Fabrication and in-plane electrical resistivity of Ge/SiGe quantum dot superlattices 査読有り

    K. Hayashi, S. Abiko, N. Motegi, T. Kajitani

    MICROPROCESSES AND NANOTECHNOLOGY 2007, DIGEST OF PAPERS　160-161　2007年

    出版者・発行元：JAPAN SOCIETY APPLIED PHYSICS

  91. Structural and Magnetic Transition Temperatures of Full Heusler Ni-Mn-Sn Alloys Determined by Van der Pauw Method 査読有り

    Tomoya Takenaga, Kei Hayashi, Tsuyoshi Kajitani

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　40　(13)　1328-1329　2007年

    出版者・発行元：SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI： 10.1252/jcej.07WE154 　

    ISSN：0021-9592

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    We have measured the electrical resistivity of full Hensler Ni2Mn2-xSnx (0.52 &lt;= x 5 &lt;= 0.6) by a Van der Pauw method to determine a first-order structural transition temperature, M-s and a second-order magnetic transition temperature, T-c. M-s and T-c are respectively decreasing and increasing linearly with the increasing S-n content x. Although the M-s and T-c become closer, two phase transitions, i.e., the magnetic and martensitic phase transitions, do not undergo simultaneously in the range of 0.52 &lt;= x &lt;= 0.6.

  92. Thermoelectric properties of delafossite-type oxide CuFe1-xNixO2 (0≤x≤0.05) 査読有り

    T. Nozaki, K. Hayashi, T. Kajitani

    Journal of Chemical Engineering of Japan　40　(13)　1205-1209　2007年

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1252/jcej.07WE146 　

    ISSN：0021-9592

  93. Derivative spectra of very low energy photoelectrons from CO/Cu(001) surface obtained by a lock-in technique 査読有り

    Kei Hayashi, Ryuichi Arafune, Shigenori Ueda, Yoichi Uehara, Sukekatsu Ushioda

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　75　(10)　104303-1-104303-4　2006年10月

    出版者・発行元：PHYSICAL SOC JAPAN

    DOI： 10.1143/JPSJ.75.104303 　

    ISSN：0031-9015

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    We have constructed a system for measuring the derivative spectra of very low energy photoelectrons using a lock-in technique. The main advantage of this system lies in determining the energy position of steps in the photoelectron spectra that arise from inelastic scattering of photoelectrons through the excitation of surface vibrational modes. With this system we have measured the derivative spectra of two isotopes, (CO)-C-12-O-16 and (CO)-C-13-O-18 adsorbed on Cu(001), and observed the small isotopic shift of similar to 1 meV. This result demonstrates that one can precisely determine the vibrational energy of surface adsorbates by using the present measurement system.

  94. Detection of the frustrated rotation mode of CO on Cu(0 0 1) by very low energy photoelectron spectroscopy 査読有り

    R. Arafune, K. Hayashi, S. Ueda, Y. Uehara, S. Ushioda

    Surface Science　600　(18)　3536-3539　2006年9月15日

    DOI： 10.1016/j.susc.2006.01.058 　

    ISSN：0039-6028

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    We have measured the very low energy photoelectron spectra of the clean and CO covered Cu(0 0 1) surfaces at low temperature (15 K). A step at 34.5 meV below the Fermi level appeared in the CO/Cu(0 0 1) spectra, while no structure was found at the same position in the clean Cu(0 0 1) spectrum. Furthermore, we have succeeded in measuring the spectral shift of the step to 33.2 meV below the Fermi level by isotopic substitution of the CO molecule. We have concluded that this step originates from the inelastic scattering of photoelectrons through excitation of the frustrated rotation mode of the CO molecule. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

  95. Dynamics of very low energy photoelectrons interacting with image charge of Cs Cu(111) surface 査読有り

    K. Hayashi, R. Arafune, S. Ueda, Y. Uehara, S. Ushioda

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics　72　(19)　2005年11月15日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.72.195425 　

    ISSN：1098-0121 1550-235X

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    We have measured the very low energy photoelectron spectra of Cs-covered Cu(111) surfaces, and determined the mechanism for the appearance of a spike structure due to the interaction of emitted electron with its image charge. At high Cs coverage of 0.10 and 0.14 monolayers (ML), the spike structure appeared at the vacuum level. No such structure was found at low coverage of 0.06 ML. The vacuum level at high coverage lies in the energy gap at the Γ̄ point in the surface Brillouin zone of the Cu(111) surface, while it lies outside the energy gap at low coverage. These results confirm the validity of our proposed mechanism that the spike structure appears when the vacuum level lies in the energy gap. © 2005 The American Physical Society.

  96. Inelastic photoemission due to scattering by surface adsorbate vibrations 査読有り

    R Arafune, K Hayashi, S Ueda, Y Uehara, S Ushioda

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　95　(20)　207601-1-207601-4　2005年11月

    出版者・発行元：AMERICAN PHYSICAL SOC

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.95.207601 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

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    By measuring the very low energy photoemission spectra of the CO/Cu(001) surface with a high resolution, we have found the energy loss components due to inelastic scattering of electrons near the Fermi level by the CO vibrational modes. The main energy loss structure appears as a step at 254 meV below the Fermi edge for (CO)-C-12-O-16. An isotope shift of the step to 240 meV was observed when (CO)-C-13-O-18 was adsorbed. This observation confirms that this step arises from the energy loss of photoelectrons near the Fermi level through the excitation of the C-O stretching mode.

  97. Dynamics of very low energy photoelectrons interacting with image charge of Cs/Cu(111) surface 査読有り

    K Hayashi, R Arafune, S Ueda, Y Uehara, S Ushioda

    PHYSICAL REVIEW B　72　(19)　195425-1-195425-3　2005年11月

    出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC

    DOI： 10.1103/PhysRevB.195425 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

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    We have measured the very low energy photoelectron spectra of Cs-covered Cu(111) surfaces, and determined the mechanism for the appearance of a spike structure due to the interaction of emitted electron with its image charge. At high Cs coverage of 0.10 and 0.14 monolayers (ML), the spike structure appeared at the vacuum level. No such structure was found at low coverage of 0.06 ML. The vacuum level at high coverage lies in the energy gap at the (Gamma) over bar point in the surface Brillouin zone of the Cu(111) surface, while it lies outside the energy gap at low coverage. These results confirm the validity of our proposed mechanism that the spike structure appears when the vacuum level lies in the energy gap.

  98. Spike structure in the very low energy photoelectron spectra of Ag(001) 査読有り

    K Hayashi, R Arafune, S Ueda, S Ushioda

    APPLIED SURFACE SCIENCE　237　(1-4)　296-300　2004年10月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI： 10.1016/j.apsusc.2004.07.028 　

    ISSN：0169-4332

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    We have measured the photoelectron spectra of the Ag(0 0 1) surface excited by tunable-laser photons of very low energy (4.42-4.74 eV). A spike structure, which arises from the energy loss of photoelectrons by interaction with the image charge, was observed just above the vacuum level in the spectra. Since no unoccupied state exists near the vacuum level at the Gamma point of the Ag(0 0 1) surface, the photoelectrons cannot return to the solid after the energy loss process and are detected as the spike structure. This result supports our previous proposal that this spike structure appears when the vacuum level lies in the energy gap at the Gamma point. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  99. Magnetic dead layers induced by strain at fct Fe/Rh(001) interface 査読有り

    K Hayashi, M Sawada, H Yamagami, A Kimura, A Kakizaki

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　73　(9)　2550-2553　2004年9月

    出版者・発行元：PHYSICAL SOC JAPAN

    DOI： 10.1143/JPSJ.73.2550 　

    ISSN：0031-9015

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    We have studied magnetic properties of face-centered-tetragonal (fct) Fe thin films grown at room temperature on the Rh(001) surface. Band structure calculations show that the stable magnetic phase of fct Fe on the Rh(001) surface is ferromagnetic (FM), which agrees with our previous conclusion obtained by angle-resolved photoelectron spectroscopy and spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy (SARPES) of the four monolayers (ML) Fe film [K. Hayashi et al.: Phys. Rev. B 64 (2001) 054417]. This magnetic phase of fct Fe is also confirmed by the SARPES spectra of 3 ML Fe/Rh(001). On the other hand the thickness dependence of the Curie temperature estimated by SARPES and of local magnetic moment by soft X-ray magnetic circular dichroism, experiments show that the Fe films below 2 ML are not FM, i.e., they are magnetic dead layers. We conclude that these magnetic dead layers are caused by a large strain at the Fe/Rh(001) interface.

  100. Magnetic dead layers in Fe films induced by a lattice mismatch at an interface 査読有り

    K Hayashi, M Sawada, H Yamagami, A Kimura, A Kakizaki

    PHYSICA B-CONDENSED MATTER　351　(3-4)　324-327　2004年9月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI： 10.1016/j.physb.2004.06.043 　

    ISSN：0921-4526

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    The magnetism of Fe thin films grown at room temperature on the Rh(0 0 1) surface was studied by angle- and spin-resolved photoemission, X-ray photoelectron diffraction, soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), and band calculations using full-potential augmented plane wave method. On the Rh(0 0 1) surface Fe films start to grow in a FCT(0 0 1) structure with a lattice constant compressed along the direction perpendicular to the surface and the compression is gradually released as the film thickness increases. The characteristic growth mode of the Fe films on the Rh(0 0 1) surface results in the existence of magnetically dead 2 monolayers (ML) of Fe at the interface and of ferromagnetism over 2 ML, which are realized by the XMCD experiments measured at low temperature. The thickness dependence of the magnetic properties of the Fe films is consistent with the results of total energy calculations adopting the experimentally obtained interlayer spacing. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  101. Energy loss of photoelectrons by interaction with image charge 査読有り

    R Arafune, K Hayashi, S Ueda, S Ushioda

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　92　(24)　247601-1-247601-4　2004年6月

    出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.92.247601 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

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    By measuring the photoelectron spectra of the Cu(001) and Cu(110) surfaces excited by tunable-laser photons of very low energy (4.50-4.95 eV), we have found that the photoelectron can lose energy through interaction with its image charge. This energy loss occurs just outside the solid surface and appears as a spike structure at the vacuum edge in the photoemission spectra. The requirement for observing this energy loss structure is the absence of unoccupied states at the vacuum level at the (Gamma) over bar point to which zero kinetic energy electrons can return.

  102. Perpendicular magnetic anisotropy of Co/Pd(111) studied by spin-resolved photoelectron spectroscopy 査読有り

    M Sawada, K Hayashi, A Kakizaki

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　72　(5)　1161-1165　2003年5月

    出版者・発行元：PHYSICAL SOC JAPAN

    DOI： 10.1143/JPSJ.72.1161 　

    ISSN：0031-9015

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    We have studied electronic and magnetic properties of Co/Pd(111) by means of spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy. The perpendicular magnetic anisotropy (PMA) was observed in Co films below 3.5 ML, above which the magnetization direction changes from perpendicular to parallel to the surface. It was found that a simple model calculation based on magnetocrystalline anisotropy qualitatively well explains the emergence of the PMA in Co/Pd(111), where the strong hybridisation between Co 3d and Pd 4d states at the interface plays a crucial role. The re-orientation of the magnetization direction observed in Co films over 3.5 ML is due to the result of the increase of Co 3d electrons with orbital moment parallel to the surface as the Co film thickness increases.

  103. Spin-resolved photoemission and electronic structures of magnetic thin films - Perpendicular magnetic anisotropy of Co films 査読有り

    A Kakizaki, A Sawada, K Hayashi

    JOURNAL OF ELECTRON SPECTROSCOPY AND RELATED PHENOMENA　124　(2-3)　281-288　2002年7月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI： 10.1016/S0368-2048(02)00059-2 　

    ISSN：0368-2048

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    We have investigated the electronic and magnetic properties of Co thin films epitaxially grown on Au(111) substrate by spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy. At Co/Au(111) interface, we observed strong mixing between Au 5d and Co 3d states resulting in the spin polarization of Art 5d states and the increase in Co 3d orbital parallel to the surface, which causes the perpendicular magnetic anisotropy of Co films. The electronic structure of Co thin film in low coverage region is different from that of bulk hcp Co and it becomes closer to those of the bulk as film thickness increases. Reorientation of the magnetization direction was observed at about 6 ML, the origin of which is qualitatively explained by the increasing contribution of Co 3d orbitals perpendicular to the surface. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  104. Electronic structures and reorientation of perpendicular magnetic anisotropy of Co/Au(111) and Co/Pd(111) 査読有り

    M Sawada, K Hayashi, A Kakizaki

    SURFACE REVIEW AND LETTERS　9　(2)　865-869　2002年4月

    出版者・発行元：WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD

    DOI： 10.1142/S0218625X0200307X 　

    ISSN：0218-625X

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    We have investigated electronic and magnetic properties of Co thin films epitaxially grown on Au(111) and Pd(111) substrates by spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy, In the Co/Au(111) system, the magnetization direction of Co changes from perpendicular to parallel to the surface at about 6 ML. The origin of the reorientation is qualitatively explained by the increasing contribution of Co 3d orbitals perpendicular to the surface. In the Co/Pd(111) system, the reorientation of the magnetization direction occurs at about 4 ML, the origin of which is explained as being due to the contribution of the upper Lambda(3) band of Co with increase of film thickness as in the case of the Co/Au(111) system. The stronger hybridization between Co 3d and Pd 4d states in the Co/Pd(111) system causes larger binding energy shifts of the Lambda(3) states than in the Co/Au(111) system.

  105. Structure and magnetism of Fe thin films grown on Rh(001) studied by photoelectron spectroscopy 査読有り

    K Hayashi, M Sawada, A Harasawa, A Kimura, A Kakizaki

    PHYSICAL REVIEW B　64　(5)　2001年8月

    出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

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    Structural and magnetic properties of Fe thin films grown epitaxially on Rh(001) are studied by spin- and angle-resolved valence-band photoemission, Fe 2(P3/2) photoelectron diffraction, and x-ray magnetic circular dichroism experiments. The valence-band structure shows characteristic features of a fcc high-spin state at 4 monolayers (ML) and those of ferromagnetic bulk bcc Fe at 8 ML. The structure of the Fe film reveals fct(001) compressed along the direction perpendicular to the surface in the low-coverage region and gradually changes to distorted bcc(110) as the film thickness increases. The magnetic moments increase as a function of the film thickness and reach the same value as in bulk bcc Fe above 6 ML. The Fe films show in-plane ferromagnetism above 2 ML, and the thickness dependence of the magnetic properties is discussed in connection with the characteristic growth mode.

  106. Electronic structure and magnetic anisotropy of Co/Au(111): A spin-resolved photoelectron spectroscopy study 査読有り

    M Sawada, K Hayashi, A Kakizaki

    PHYSICAL REVIEW B　63　(19)　2001年5月

    出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

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    We have measured spin- and angle-resolved photoemission spectra of Co thin films epitaxially grown on the Au(111) substrate and investigated their electronic and magnetic properties. At the Co/Au(111) interface, we observed strong mixing between Au 5d and Co 3d states resulting in the spin polarization of Au 5d states and the increase of Co 3d orbitals parallel to the surface, which causes the perpendicular magnetic anisotropy of Co films. The electronic structure of Co thin films in a low-coverage region is different from that of bulk hcp Co and it becomes closer to those of the bulk as film thickness increases. The reorientation of the magnetization direction was observed at about 6 ML, the origin of which is qualitatively explained by the relaxation of the atomic distance of Co perpendicular to the surface.

  107. Electronic structure and magnetic anisotropy of Co/Au(111): a spin-resolved photoelectron spectroscopy study 査読有り

    M Sawada, K Hayashi, A Kakizaki

    SPIN 2000　570　1006-1008　2001年

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    ISSN：0094-243X

  108. Electronic structures of magnetic ultrathin films Co/Au(111) studied by spin-resolved photoelectron spectroscopy 査読有り

    M Sawada, K Hayashi, A Kakizaki

    APPLIED SURFACE SCIENCE　169　176-179　2001年1月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI： 10.1016/S0169-4332(00)00726-1 　

    ISSN：0169-4332

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    We have measured the spin-resolved photoemission spectra of the Co thin films grown epitaxially on Au(1 1 1) substrate in order to investigate their valence band structures. It is proved that the electronic structures of Co thin films are pretty different from that of bulk hcp-Co. It is observed that as the films grow thicker, the electronic structures become closer to those of the bulk Co with the magnetic anisotropy turning into in-plane magnetization from out-of-plane magnetization. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  109. Electronic structure and magnetic anisotropy of Co/Au(111): a spin-resolved photoelectron spectroscopy study 査読有り

    M Sawada, K Hayashi, A Kakizaki

    SPIN 2000　570　1006-1008　2001年

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    ISSN：0094-243X

  110. Structure and magnetism of Fe thin films grown on Rh(001) studied by spin-resolved photoelectron spectroscopy 査読有り

    K Hayashi, M Sawada, A Harasawa, A Kimura, A Kakizaki

    SPIN 2000　570　1003-1005　2001年

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    ISSN：0094-243X

  111. Growth of Fe films on Rh(001): a photoemission study 査読有り

    K Hayashi, M Sawada, A Harasawa, A Kimura, A Kakizaki

    APPLIED SURFACE SCIENCE　169　375-379　2001年1月

    出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI： 10.1016/S0169-4332(00)00687-5 　

    ISSN：0169-4332

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    The growth mode and electronic structures of Fe thin films, epitaxially grown on Rh(001), were studied by various photoemission measurements for the film thickness of 0-12 monolayers. By comparing the valence band structures obtained from the angle-resolved photoemission spectra and the theoretical band calculations for the bulk Fe, we concluded that the valence band structure of the Fe film resembles that of fcc(001) in the low coverage region and that of bcc(110) in the high coverage region. This transformation of the electronic structure is considered to be related to the thickness dependence of the interlayer spacing of the films. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  112. Structure and magnetism of Fe thin films grown on Rh(001) studied by spin-resolved photoelectron spectroscopy 査読有り

    K Hayashi, M Sawada, A Harasawa, A Kimura, A Kakizaki

    SPIN 2000　570　1003-1005　2001年

    出版者・発行元：AMER INST PHYSICS

    ISSN：0094-243X

  113. Magnetic properties of fcc Fe thin films 査読有り

    A Kakizaki, N Kamakurra, M Sawada, K Hayashi, T Saitoh

    SURFACE REVIEW AND LETTERS　7　(5-6)　667-671　2000年10月

    出版者・発行元：WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD

    DOI： 10.1016/S0218-625X(00)00064-6 　

    ISSN：0218-625X

    eISSN：1793-6667

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    The magnetic properties of fee Fe thin films with a thickness of 1-11 monolayers (ML) grown at room temperature on fee Co, which was prepared more than 15 ML on Cu(001), have been studied by spin-resolved core level and valence band photoelectron spectroscopy. The observed exchange split valence band structures show that Fe films below 11 ML are in a high spin ferromagnetic phase. Based on the line shape analysis of 3s core level spectra with a cluster model calculation and considering the probing depth of photoelectron spectroscopy, we demonstrate that in the 5-11 ML region, only the topmost few layers of Fe film reveal ferromagnetism as observed in the Fe/Cu(001) system.

  114. 24aN-1 Fe/Ag(001)表面のスピン分解光電子回折

    奥田 太一, 木下 豊彦, 原沢 あゆみ, 沢田 正博, 林 慶

    日本物理学会講演概要集　55　(1)　643-643　2000年3月10日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  115. Electronic states of fcc Fe/Co(001) of 5-11 monolayers probed by spin-resolved photoemission spectroscopy 査読有り

    N Kamakura, A Kimura, K Hayashi, A Harasawa, A Kakizaki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS　38　415-418　1999年

    出版者・発行元：JAPAN J APPLIED PHYSICS

    ISSN：0021-4922

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    We have measured spin- and angle-resolved photoemission spectra of Fe/Co(001) of 5-11 monolayers thickness range by using photon energy of 44.5, 69 and 101 eV, in which Fe forms face-centered cubic structure. The finite spin-polarization has been found for fee Fe at room temperature, which indicates the existence of the ferromagnetic surface layer. In addition we have clearly observed a temperature dependence of the spin polarization, and observed the exchange splitting peaks of Delta(5) symmetry band as well as the peaks of the non-magnetic state in the spectra excited by 44.5 eV.

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MISC 36

  1. 格子欠陥の導入による高性能の熱電単結晶の開発 招待有り

    林 慶

    日本結晶成長学会誌　50　(3)　50-3-02　2023年10月31日

    DOI： 10.19009/jjacg.50-3-02 　

  2. 熱電発電の実用化に向けた格子欠陥含有単結晶の開発 招待有り

    林 慶

    アグリバイオ　7　39-41　2023年2月2日

    出版者・発行元：北隆館

  3. Enhancement of thermoelectric performance of Mg2Sn single crystals via lattice-defect engineering 国際誌 招待有り

    Kei Hayashi

    2022　220403　2022年7月29日

    DOI： 10.11470/jsaprev.220403 　

  4. 格子欠陥エンジニアリングによるMg2Sn単結晶の熱電性能の向上 招待有り 査読有り

    林 慶

    応用物理　91　(5)　271-275　2022年5月10日

    DOI： 10.11470/oubutsu.91.5_271 　

  5. Mg2Sn単結晶の点欠陥・線欠陥に対する化学的圧力の効果 招待有り

    林 慶

    日本熱電学会誌　18　(3)　145-146　2022年4月27日

  6. 空孔欠陥を利用した単結晶熱電材料の開発 招待有り

    林 慶

    クリーンエネルギー　30　(6)　15-20　2021年6月5日

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    排熱から電気エネルギーを回収できる熱電発電の実現に向けて、高性能の熱電材料の開発が進められている。本稿では、材料価格が低く、価格性能比が高いマグネシウム錫化合物において、単結晶化・空孔欠陥の導入・電子キャリアの増加といった手法を駆使して高性能化を達成した研究成果を簡単に紹介する。

  7. Thermoelectric properties of Mg2Si and its derivatives: effects of lattice defects and secondary phases 招待有り

    K. Hayashi, Y. Miyazaki, W. Saito, M. Kubouchi, Y. Ogawa, S. Suzuki, Y. Hayashibara, I. Ando

    Thermoelectric Materials -Principles and Concepts for Enhanced Properties-　99-116　2020年6月8日

    出版者・発行元：De Gruyter

    DOI： 10.1515/9783110596526 　

  8. マグネシウムケイ化物の結晶構造と熱電性能 招待有り

    林 慶, 窪内将隆

    まてりあ　56　(9)　546-553　2017年9月1日

    出版者・発行元：日本金属学会

    DOI： 10.2320/materia.56.546 　

    ISSN：1340-2625

  9. 金属シリサイド系熱電材料研究の現状と展望 (小特集 熱電変換材料の実用化へ向けた新規展望)

    林 慶, 宮﨑 讓

    金属　87　(2)　112-118　2017年2月

    出版者・発行元：アグネ技術センター

    ISSN：0368-6337

  10. 金属シリサイド系熱電材料研究の現状と展望 招待有り

    林 慶, 宮﨑 讓

    金属　87　(2)　20-26　2017年2月1日

    出版者・発行元：アグネ技術センター

  11. Thermoelectric energy conversion and ceramic thermoelectrics

    T. Kajitani, Y. Miyazaki, K. Hayashi, K. Yubuta, X. Y. Huang, W. Koshibae

    Materials Science Forum　671　1-20　2011年1月20日

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/MSF.671.1 　

    ISSN：0255-5476

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    Oxide thermoelectrics are relatively new materials that are workable at temperatures in the range of 400K≥T≥1200K. There are several types of thermoelectric oxide, namely, cobalt oxides (p-type semi-conductors), manganese oxides (n-type) and zinc oxides (n-type semi-conductors) for high temperature energy harvesting. The Seebeck coefficient of 3d metal oxide thermoelectrics is relatively high due to either high density of states at Fermi surfaces or spin entropy flow associated with the carrier flow. The spin entropy part dominates the Seebeck coefficient of 3d-metal oxides at temperatures above 300K. Introduction of impurity particles or quantum-well structures to enhance thermionic emission and energy filtering effects for the oxide semiconductors may lead to a significant improvement of thermoelectric performance. © (2011) Trans Tech Publications, Switzerland.

  12. ラビング基板上に成膜したTTF-TCNQ薄膜の膜構造と熱電特性 招待有り

    林 慶

    日本熱電学会誌　6　(2)　9-12　2009年11月30日

  13. 21pWH-6 光電子の表面振動励起非弾性放出におけるエネルギー利得過程(表面界面ダイナミクス,領域9,表面・界面,結晶成長)

    荒船 竜一, 林 慶, 高木 紀明, 川合 真紀, 上原 洋一, 潮田 資勝

    日本物理学会講演概要集　62　(1)　928-928　2007年2月28日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  14. レーザー光電子スペクトル中に現れる振動励起非弾性構造 招待有り

    荒船竜一, 林 慶, 高木紀明, 川合眞紀, 上原洋一, 潮田資勝

    表面科学　28　(7)　378-384　2007年

    出版者・発行元：公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.1380/jsssj.28.378 　

    ISSN：0388-5321

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    We have succeeded in observing vibrationally induced inelastic structures in the photoemission spectra of carbon monoxide or oxygen covered Cu(001) surfaces excited by laser light. The structure appears as a step at the vibrational energy below the Fermi level. We found that the CO/Cu(001) spectra contain two step structures arising from the C-O internal stretching mode and the frustrated rotation mode. These steps shift to lower energy for <Sup>13</Sup>C<Sup>18</Sup>O. In the O/Cu(001) spectra we have observed the inelastic structures originating from not only adsorbate-substrate vibrations but also substrate surface phonons.

  15. 23pYC-1 O/Cu(001)表面の非弾性光電子放出(23pYC 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

    荒船 竜一, 林 慶, 高木 紀明, 川合 真紀, 上原 洋一, 潮田 資勝

    日本物理学会講演概要集　61　(2)　724-724　2006年8月18日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  16. 24pXD-3 Fe/Pd(001)の構造,電子状態と磁性(領域9, 領域3合同表面・界面磁性,領域9(表面・界面, 結晶成長))

    瀬尾 哲也, 森本 理, 林 慶, Yu Dehong, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　60　(1)　851-851　2005年3月4日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  17. 超低速光電子分光による放出光電子のエネルギー損失観測 招待有り

    荒船竜一, 林 慶, 上田茂典, 上原洋一, 潮田資勝

    表面科学　26　741-745　2005年

    DOI： 10.1380/JSSSJ.26.741 　

  18. 14aXD-7 Fe/Pd(001) の構造と電子状態(表面・界面磁性, 領域 3)

    瀬尾 哲也, 森本 理, 林 慶, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　400-400　2004年8月25日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  19. 14aXD-7 Fe/Pd(001) の構造と電子状態(表面・界面磁性, 領域 9)

    瀬尾 哲也, 森本 理, 林 慶, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　811-811　2004年8月25日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  20. 30aYE-10 Csを吸着させた単結晶金属表面の低エネルギー光電子分光(表面界面電子物性(金属・有機))(領域9)

    林 慶, 荒船 竜一, 上田 茂典, 潮田 資勝

    日本物理学会講演概要集　59　(1)　933-933　2004年3月3日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  21. 28pWD-4 Cu 単結晶表面の低速光電子分光

    荒船 竜一, 林 慶, 潮田 資勝

    日本物理学会講演概要集　58　(1)　842-842　2003年3月6日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  22. 17aRG-4 Pd(001)とRh(001)表面上に成長させたFe薄膜の構造と磁性

    林 慶, 奥田 太一, 木下 豊彦, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　56　(2)　575-575　2001年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  23. 18aWA-10 Fe/Rh(001)のスピン電子状態の温度依存性(II)

    林 慶, 原沢 あゆみ, 木下 豊彦, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　56　(2)　351-351　2001年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  24. 22aYB-2 Fe/Rh(001)の温度依存スピン電子状態

    林 慶, 沢田 正博, 原沢 あゆみ, 森本 理, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　55　(2)　327-327　2000年9月10日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  25. 22aYB-4 垂直磁気異方性膜Co/Pd(111)の電子状態

    沢田 正博, 林 慶, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　55　(2)　328-328　2000年9月10日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  26. 24aS-8 Co/Au(111)の磁気異方性のスピン依存電子状態

    沢田 正博, 林 慶, 鎌倉 望, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　54　(2)　335-335　1999年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  27. 26pR-7 Fe/Rh(001)の構造と電子状態

    林 慶, 沢田 正博, 原沢 あゆみ, 木村 昭夫, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　54　(2)　400-400　1999年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  28. 28a-ZH-1 Co/Au(111)磁性薄膜のスピン分解光電子分光

    沢田 正博, 木村 昭夫, 林 慶, 鎌倉 望, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　54　(1)　182-182　1999年3月15日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  29. 28a-ZH-2 fcc Fe/Co(001)のスピン電子状態

    鎌倉 望, 林 慶, 木村 昭夫, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　54　(1)　182-182　1999年3月15日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  30. 25a-YP-11 Fe/Rh(001)の角度分解光電子分光

    林 慶, 沢田 正博, 木村 昭夫, 鎌倉 望, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　209-209　1998年9月5日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  31. 25a-YP-13 fct Fe/Co(001)のスピン分解内殻光電子分光

    鎌倉 望, 林 慶, 木村 昭夫, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　209-209　1998年9月5日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  32. 25a-YP-12 Fe/Co(001)の3p内殻光電子放出における磁気線二色性

    鎌倉 望, 林 慶, 木村 昭夫, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　209-209　1998年9月5日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  33. 26a-YJ-8 Fe/Rh(001)およびFe/Co(001)の成長モードと電子状態

    林 慶, 沢田 正博, 木村 昭夫, 鎌倉 望, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　493-493　1998年9月5日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  34. 26a-YJ-9 fct Fe/Co(001) スピン電子状態 II

    鎌倉 望, 林 慶, 木村 昭夫, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　494-494　1998年9月5日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  35. 26a-YJ-10 Fe/Co(001)の界面電子状態

    木村 昭夫, 鎌倉 望, 林 慶, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　494-494　1998年9月5日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  36. 31p-Z-4 Fe(001)のスピン依存表面電子状態

    沢田 正博, 木村 昭夫, 林 慶, 大舘 暁, 鎌倉 望, 原沢 あゆみ, 柿崎 明人

    日本物理学会講演概要集　53　(1)　423-423　1998年3月10日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

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書籍等出版物 3

  1. 環境発電ハンドブック : 機能性材料・デバイス・標準化 : IoT時代で加速する社会実装

    林 慶, 齋藤 亘, 中沢 駿仁, 髙松 智寿, 宮﨑 讓

    エヌ・ティー・エス　2021年10月29日

    ISBN: 9784860437480

  2. Magnetic Materials and Magnetic Levitation

    Kei Hayashi, Hezhang Li, Mao Eguchi, Yoshimi Nagashima, Yuzuru Miyazaki

    IntechOpen　2020年6月30日

    DOI： 10.5772/intechopen.92867 　

  3. Thermoelectric Materials -Principles and Concepts for Enhanced Properties-

    Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki, Wataru Saito, Masataka Kubouchi, Yohei Ogawa, Shogo Suzuki, Yuta Hayashibara, Ikumi Ando

    De Gruyter　2020年6月8日

    DOI： 10.1515/9783110596526 　

講演・口頭発表等 142

  1. 光電子ホログラフィーとガンマ線誘起陽電子消滅寿命分光によって調べたMg2Sn結晶のアンチモン添加効果II

    隅 琢磨, 北浦 守, 橋本由介, 松下智裕, 平 義隆, 渡邊真太, 黄 志成, 林 慶, 宮﨑 讓, 石崎 学, 大西彰正

    超秩序構造科学 第4回若手の学校　2024年4月27日

  2. 光電子ホログラフィーとガンマ線誘起陽電子消滅寿命分光によって調べたMg2Sn結晶におけるアンチモン添加効果

    隅 琢磨, 北浦 守, 橋本由介, 松下智裕, 平 義隆, 渡邊真太, 黄 志成, 林 慶, 宮﨑 讓, 石崎 学, 大西彰正

    超秩序構造科学 第7回報告会　2024年3月4日

  3. Thermoelectric properties of Sr-substituted [Ca2(Co0.65Cu0.35)2O4]pCoO2 国際会議

    Yoshimi Shimizu, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    MRM2023/IUMRS-ICA2023　2023年12月15日

  4. 近赤外光吸収材料(Mn,Fe,V)Siγ単結晶の作製

    千葉俊明, 林慶, 宮﨑讓

    2023年応用物理学会東北支部 第78回学術講演会　2023年12月6日

  5. GiPALS実験によって調べたMg₂Sn結晶におけるアンチモン添加効果

    隅 琢磨, 北浦 守, 平 義隆, 渡邊真太, 黄 志成, 林 慶, 宮﨑 讓, 石崎 学, 大西彰正

    UVSORシンポジウム2023　2023年12月

  6. 白色中性子ホログラフィーによるLi, B共ドープMg2Sn熱電材料の研究

    黒梅智子, 阿部幸樹, 滝田正勝, 小林洋大, 富松優花, 會澤幸希, 川上修汰, 原田正英, 及川健一, 稲村泰弘, 林 慶, 黄 志成, 宮﨑 讓, 林 好一, 大山研司

    超秩序構造科学 第6回報告会

  7. High Temperature X-ray Diffraction Study on Incommensurate Composite Crystal (Mn,Fe,V)Siγ 国際会議

    T. Chiba, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 15th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM15) & The 13th International Conference on High-Performance Ceramics (CICC-13)　2023年11月6日

  8. Enhancing Thermoelectric Properties of P-type Mg2Sn Single Crystals through Li/Si Co-Doping and Introduction of Lattice Defects 国際会議 国際共著

    Zhicheng Huang, Kei Hayashi, Yuzuru Miyazaki

    The 15th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM15) & The 13th International Conference on High-Performance Ceramics (CICC-13)　2023年11月8日

  9. Lattice Defect Engineering to Develop Highly-Efficient Thermoelectric Single Crystals 国際会議 国際共著 招待有り

    Kei Hayashi

    The 15th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM15) & The 13th International Conference on High-Performance Ceramics (CICC-13)　2023年11月7日

  10. Analysis of crystal structure and Thermoelectric properties of Sr‐substituted [Ca2CoO3]pCoO2 国際会議

    Y. Shimizu, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    19th European Conference on Thermoelectrics (ECT2023)　2023年9月20日

  11. Preparation and thermoelectric properties of nonstoichiometric full‐Heusler Mn2+xV1-xAl alloys 国際会議 国際共著

    G. Kanno, K. Hayashi, Z. Huang, H. Li, Y. Miyazaki

    19th European Conference on Thermoelectrics (ECT2023)

  12. Single‐phase synthesis and thermoelectric properties of nowotony chimney‐ladder FeGeγ 国際会議

    T. Kurosawa, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    19th European Conference on Thermoelectrics (ECT2023)

  13. 白色中性子ホログラフィーによるLi, B共ドープMg2Sn熱電材料の研究

    黒梅 智子, 阿部 幸樹, 滝田 正勝, 小林 洋大, 富松 優花, 會澤 幸希, 川上 修汰, 原田 正英, 及川 健一, 稲村 泰弘, 林 慶, 黄 志成, 宮﨑 讓, 林 好一, 大山 研司

    日本中性子科学会第23回年会　2023年9月13日

  14. Boron doping in n-type and p-type Mg2Sn on the generation of lattice defects leading to improved thermoelectric properties

    Z. Huang, K. Hayashi, W. Saito, H. Takeuchi, Y. Miyazaki

    39th Annual International Conference on Thermoelectrics (ICT2023)　2023年6月22日

  15. Advancing the thermoelectric performance of single crystals: a case study of p-type Mg2Sn through lattice defect engineering 国際会議 国際共著

    K. Hayashi, Z. Huang, W. Saito, J. Pei, J.F. Li, Y. Miyazaki

    39th Annual International cinference on Thermoelectrics (ICT2023)　2023年6月23日

  16. [Ca2(Co0.65Cu0.35)2O4]0.63CoO2の配向バルク体の作製と熱電特性

    清水 嘉, 林 慶, 宮﨑 讓

    第70回応用物理学会春季学術講演会　2023年3月16日

  17. Mn部分置換CrSi2の赤外線吸収効率化のためのアニール条件の検討 国際共著

    田﨑 海地, 林 慶, 髙松 智寿, 李 敬鋒, 宮﨑 讓

    第70回応用物理学会春季学術講演会　2023年3月16日

  18. Carrier density control of CrSi2 partially substituted with Mn 国際会議

    K. Tasaki, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    33rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-33)　2022年11月15日

  19. Preparation of (Mn,Fe,V)Siγ Single Crystals for Infrared Absorption Optoelectronics 国際会議

    T. Chiba, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    33rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-33)　2022年11月15日

  20. 格子欠陥エンジニアリングによるMg2Si関連物質の熱電性能の向上 招待有り

    林 慶

    第39回シリサイド系半導体研究会　2022年9月24日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Mg2Si関連物質は高性能の熱電材料として注目されている。これまで、熱電性能を向上するために、元素部分置換した多結晶を作製することで、キャリア密度の最適化や格子熱伝導率の低減が行われてきた。これに対し、単結晶は多結晶より高いキャリア移動度を有する一方で、格子熱伝導率も高いことから、Mg2Si関連物質の単結晶の熱電性能を調査した研究は少ない。本発表では、物理的圧力や化学的圧力を加えて単結晶を作製すると格子欠陥が導入されること、これにより熱伝導率が低くなるものの、高いキャリア移動度は維持され、多結晶よりも高い性能が得られるという我々の最近の成果について報告する。

  21. パルスレーザー堆積法を用いて作製したCrSi2薄膜の光学特性 国際共著

    田﨑海地, 林慶, 髙松智寿, 李敬鋒, 宮﨑讓

    第83回応用物理学会秋季学術講演会　2022年9月20日

  22. 規則度を制御したMn2VAlの熱電性能におけるSi部分置換効果 国際共著

    林 慶, 李和章, 李敬鋒, 宮﨑 讓

    2022年秋期第171回講演大会　2022年9月21日

  23. Point Defects and Thermoelectric Properties of Melt‐grown Mg2Ge Single Crystals 国際会議

    H. Takeuchi, Z. Huang, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    18th European Conference on Thermoelectrics (ECT'22)　2022年9月14日

  24. Realising enhanced thermoelectric performance in partially substituted higher manganese silicides crystals 国際会議

    N. S. Chauhan, I. Ono, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    18th European Conference on Thermoelectrics (ECT'22)　2022年9月16日

  25. Reduction of Thermal Conductivity of M2Sn Single Crystal via Lattice-Defect Engineering through Chemical-Pressure Control 国際会議

    K. Hayashi, W. Saito, Z. Huang, K. Sugimoto, K. Ohoyama, N. Happo, M. Harada, K. Oikawa, Y. Inamura, K. Hayashi, T. Miyazaki, Y. Miyazaki

    18th European Conference on Thermoelectrics (ECT'22)　2022年9月14日

  26. Fe, V共置換によるn型MnSiγ単結晶の作製と熱電性能 国際共著

    林 慶, 千葉 俊明, Nagendra Singh Chauhan, 李 敬鋒, 宮﨑 讓

    第19回日本熱電学会学術講演会　2022年8月8日

  27. Effect of spark plasma sintering temperature on microstructures across the interfaces between thermoelectric-material Mg2Si and Ni electrode

    I. Murakami, T. Ishii, H. Sugawara, H. Kawada, S. Kurosu, H. Shimizu, H. Sato, T. Hanajiri, I. Ando, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 6th Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials (APAC-Silicide 2022)　2022年8月1日

  28. Partially compensated (Ru, V) co-doped higher manganese silicide single crystals

    N. S. Chauhan, I. Ono, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 6th Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials (APAC-Silicide 2022)　2022年7月30日

  29. Preparation and High-Temperature Thermoelectric Properties of Textured Cobaltate Ceramics 国際会議

    Y. Shimizu, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    Virtual Conference on Thermoelectrics 2022 (VCT 2022)　2022年7月20日

  30. Feで部分置換したMnSiγ単結晶の作製と評価

    千葉俊明, 林慶, 宮﨑讓

    第69回応用物理学会春季学術講演会　2022年3月22日

  31. Crystal Structures and Thermoelectric Properties of Li-doped Mg2Sn Single Crystals

    Z. Huang, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    第69回応用物理学会春季学術講演会　2022年3月24日

  32. Mg2Si単結晶のSi空孔陥形成に対する酸素の効果

    林慶, 川村聡太, 橋本由介, 赤尾昇, 黄志成, 齋藤亘, 田﨑海地, 林好一, 松下智裕, 宮﨑讓

    第69回応用物理学会春季学術講演会　2022年3月24日

  33. Crystal structure, microstructure and thermoelectric properties of melt-grown β-Zn4Sb3 国際会議

    K. Hayashi, S. Yoshioka, T. Chiba, Y. Miyazaki

    Materials Research Meeting 2021 (MRM2021)　2021年12月15日

  34. 近赤外光利用太陽電池のための(Mn1-xFex)Siγ単結晶の作製

    千葉俊明, 林慶, 宮﨑讓

    第76回応用物理学会東北支部学術講演会　2021年12月3日

  35. Mn部分置換によるCrSi2のキャリア密度制御

    田﨑海地, 林慶, 宮﨑讓

    第76回応用物理学会東北支部学術講演会　2021年12月3日

  36. 溶融合成したMg2Ge単結晶のMg空孔欠陥と熱電性能

    竹内裕人, 林慶, 黄志成, 宮﨑讓

    第76回応用物理学会東北支部学術講演会　2021年12月3日

  37. Point defect engineering enhances thermoelectric performance of Mg2Si and Mg2Sn single crystals 国際会議 招待有り

    Kei Hayashi

    The 1st Japan-France Virtual Workshop on Thermoelectrics　2021年9月30日

  38. フルホイスラー合金Mn2VAlの熱電性能における規則度の影響

    林慶, 李和章, 宮﨑讓

    2021年秋期(第169回)講演大会　2021年9月15日

  39. クラックのないZn4Sb3溶融合成試料の作製と熱電性能

    林慶, 吉岡駿, 千葉俊明, 宮﨑讓

    第82回応用物理学会秋季学術講演会　2021年9月10日

  40. N-type origin of half-Heusler V(Fe1-xCox)Sb compounds

    Y. Huang, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    第18回日本熱電学会学術講演会　2021年8月24日

  41. BドープしたMg2Si単結晶の点欠陥と熱電性能

    林 慶, 齋藤 亘, 黄 志成, 田﨑 海地, 杉本 和哉, 大山 研司, 林 好一, 八方 直久, 原田 正英, 及川 健一, 稲村 泰弘, 宮崎 孝道, 宮﨑 讓

    第18回日本熱電学会学術講演会　2021年8月23日

  42. 放電プラズマ焼結した熱電物質Mg₂Si/Ni電極界面の観察と評価

    村上 逸平, 石井 隆弘, 菅原宏治, 川田 博美, 黒須 俊治, 清水 正章, 佐藤 春義, 花尻達郎, 安藤郁美, 齋藤 亘, 林 慶, 宮崎 譲

    第19回シリサイド系半導体・夏の学校　2021年8月21日

  43. The Crystal Structures and Thermoelectric Properties of Ag-doped Mg2Sn

    Z. Huang, K. Hayashi, W. Saito, Y. Miyazaki

    第68回応用物理学会春季学術講演会　2021年3月17日

  44. SbとBの共置換によるMg2Sn単結晶の熱電性能の向上

    齋籐亘, 林慶, 黄志成, 宮﨑讓

    第68回応用物理学会春季学術講演会　2021年3月17日

  45. ホウ素で部分置換したMg2Sn単結晶の結晶構造と熱電特性

    林慶, 齋藤亘, 黄志成, 杉本和哉, 山本隆文, 大山研司, 八方直久, 原田正英, 及川健一, 稲村康弘, 林好一, 宮﨑讓

    第68回応用物理学会春季学術講演会　2021年3月17日

  46. Design and evaluation of the C40-type silicide thermoelectric modules

    M. Ryu, T. Takamatsu, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 5th Asian Conference on Thermoelectrics (ACT5) &The 6th Southeast Asia Conference on Thermoelectrics (SACT6)　2020年12月17日

  47. Preparation, crystal structure and thermoelectric performance of p-type quaternary half-Heusler Ti(Fe0.5+xNi0.5-x)Sb compounds

    Z. Liu, Y. Huang, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 5th Asian Conference on Thermoelectrics (ACT5) &The 6th Southeast Asia Conference on Thermoelectrics (SACT6)　2020年12月17日

  48. Influences of Mg vacancy and Ga atoms in p-type Mg2Sn1-xGax

    Z. Huang, K. Hayashi, W. Saito, J. Dong, J.-F. Li, Y. Miyazaki

    The 5th Asian Conference on Thermoelectrics (ACT5) &The 6th Southeast Asia Conference on Thermoelectrics (SACT6)　2020年12月17日

  49. Effect of disorder on electronic structure and thermoelectrical properties of inverse full-Heusler Mn2CoAl alloys

    H. Li, K. Hayashi, Y. Nagashima, S. Yoshioka, J. Dong, J.-F. Li, Y. Miyazaki

    The 5th Asian Conference on Thermoelectrics (ACT5) &The 6th Southeast Asia Conference on Thermoelectrics (SACT6)　2020年12月17日

  50. Local Structure and Thermoelectric Properties of Boron-Doped Mg2Si and Mg2Sn Single Crystals

    K. Hayashi, W. Saito, K. Sugimoto, S. Uchi, Y. Kanazawa, Y. Fukumoto, T. Yamamoto, K. Ohoyama, K. Hayashi, N. Happo, M. Hatada, K. Oikawa, Y. Inamura, Y. Miyazaki

    The 5th Asian Conference on Thermoelectrics (ACT5) &The 6th Southeast Asia Conference on Thermoelectrics (SACT6)　2020年12月17日

  51. Effects of V-substitution on Thermoelectric Properties of Pseudogap Intermetallic TiNiSi Compound

    Y. Huang, H. Nagai, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 2nd International Conference on Metals and Alloys (CMA 2020)　2020年12月7日

  52. ホイスラー化合物の規則度と熱電性能の相関解明

    林 慶

    東北大-理研 連携シンポジウム オンラインポスターセッション　2020年12月1日

  53. Preparation and Thermoelectric Properties of Mn<sub>2</sub>CoAl Inverse Full-Heusler Alloy

    H. Li, K. Hayashi, Y. Nagashima, Y. Miyazaki

    The 2020 Magnetism and Magnetic Materials Virtual Conference (MMM2020) (online)　2020年11月

  54. 自動車廃熱・産業廃熱を利用した大規模熱電発電のための大型単結晶熱電材料の開発

    林 慶, 阿部 広

    2020年度東北大学と住友金属鉱山株式会社によるビジョン共創ステアリングコミッティプログラム　2020年10月26日

  55. 白色中性子ホログラフィーを用いた熱電材料Mg<sub>2</sub>X (X=Si,Sn)の局所構造解析

    杉本和哉, 山本隆文, 林 好一, 八方直久, 原田正英, 及川健一, 稲村康弘, 林 慶, 齋藤 亘, 宮﨑 讓, 大山研司

    2020年日本物理学会秋季大会 (オンライン)　2020年9月

  56. Mg空孔欠陥の導入とSb置換によるMg<sub>2</sub>Sn単結晶の熱電性能向上

    齋籐 亘, 林 慶, 黄 志成, 宮﨑 讓

    第81回応用物理学会秋季学術講演会 (オンライン)　2020年9月

  57. Enhanced Thermoelectric Performance in N-type Half-Heulser VFeSb Compounds with Cobalt-substitution

    Y. Huang, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    Virtual Conference on Thermoelectrics (online)　2020年7月

  58. Enhancing Thermoelectric Performance of Mg<sub>2</sub>Sn Single Crystals via Point Defect Engineering and Sb-doping

    W. Saito, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    Virtual Conference on Thermoelectrics (online)　2020年7月

  59. Mg空孔欠陥の導入によるMg<sub>2</sub>Si<sub>2-x</sub>Sb<sub>x</sub>単結晶の熱電性能向上

    齋藤亘, 林 慶, 黄志成, 宮﨑 讓

    第67回応用物理学会春季学術講演会　2020年3月

  60. Determination of dopant position of thermoelectric material B-doped Mg2Si by white neutron holography

    K. Sugimoto, S. Uechi, Y. Kanazawa, Y. Fukumoto, T. Yamamoto, K. Ohoyama, K. Hayashi, N. Happo, M. Harada, K. Oikawa, Y. Inamura, K. Hayashi, W. Saito, Y. Miyazaki

    Material Research Meeting 2019 (MRM2019)　2019年12月

  61. Mn<sub>2</sub>VAlフルホイスラー合金の熱電特性と規則度の関係

    李和章, 林 慶, 宮﨑 讓

    第74回応用物理学会東北支部学術講演会　2019年12月2日

  62. マンガンケイ化物の元素置換による熱電特性に関する研究

    張蘊財, 永井宏樹, 林 慶, 宮﨑 讓

    第74回応用物理学会東北支部学術講演会　2019年12月2日

  63. Thermoelectric Properties of Melt-Grown Mg<sub>2</sub>Sn<sub>1–x</sub>Ga<sub>x</sub> Ingots

    第74回応用物理学会東北支部学術講演会　2019年12月2日

  64. 溶融合成したZn<sub>4</sub>Sb<sub>3</sub>におけるクラック生成機構

    吉岡 駿, 林 慶, 宮﨑 讓

    第74回応用物理学会東北支部学術講演会　2019年12月2日

  65. スピンギャップレス半導体Mn<sub>2</sub>CoAlの熱電性能

    永島良美, 李和章, 林 慶, 宮﨑 讓

    第74回応用物理学会東北支部学術講演会　2019年12月2日

  66. Thermoelectric Properties and Local Structure of Boron-Doped Mg<sub>2</sub>Si and Mg<sub>2</sub>Sn 国際会議

    Kei Hayashi, Wataru Saito, Yuzuru Miyazaki, Kazuya Sugimoto, Syoichi Uechi, Yuki Kanazawa, Yohei Fukumoto, Takayoshi Yamamoto, Kenji Ohoyama, Koichi Hayashi, Naohisa Happo, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Yasuhiro Inamura

    14th International Conference on the Structure of Non-Crystalline Materials (NCM14)　2019年11月5日

  67. Preparation, thermoelectric properties, and local structure of B-doped Mg<sub>2</sub>Si single crystal 国際会議

    Kei Hayashi, Wataru Saito, Yuzuru Miyazaki, Kazuya Sugimoto, Syoichi Uechi, Yuki Kanazawa, Yohei Fukumoto, Takayoshi Yamamoto, Kenji Ohoyama, Koichi Hayashi, Naohisa Happo, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Yasuhiro Inamura

    Tsukuba Conference　2019年10月2日

  68. エネルギーハーベスティングが拓く未来 -身の周りのエネルギーから電気をつくる- 招待有り

    林 慶

    東北大学-住友金属鉱山ビジョン共創型パートナーシップ 第1回組織的連携ワークショップ　2019年10月1日

  69. Mg空孔欠陥を含むMg<sub>2</sub>Sn単結晶の熱電性能と微細組織

    齋籐 亘, 林 慶, 宮﨑 讓

    第80回応用物理学会秋季学術講演会　2019年9月19日

  70. C40型(Mn,Cr)(Si,Al)<sub>2</sub>系化合物における熱電特性の組成および合成条件依存性

    齋藤啓介, 髙松智寿, 林 慶, 宮﨑 讓

    第16回日本熱電学会学術講演会　2019年9月3日

  71. ペロブスカイト型酸水素化物ATiO<sub>3-x</sub>H<sub>x</sub> (A = Ca, Sr)の合成と熱電特性

    髙松智寿, 福留大輝, 林 慶, 宮﨑 讓

    第16回日本熱電学会学術講演会　2019年9月3日

  72. Cross-sectional characterization of Mg<sub>2</sub>Si-Ni interface compacted by SPS method at 800°C 国際会議

    T. Ishii, H. Sugawara, M. Tokuda, H. Sato, T. Hanajiri, H. Shimoshige, S. Kurosu, K. Hayashi, I. Ando, W. Saito, Y. Miyazaki

    5th Asia-Pacific conference on semiconducting silicides and related materials (APAC-SILICIDE 2019)　2019年7月22日

  73. Crystal structure evolution of Zn<sub>4</sub>Sb<sub>3</sub> during melt grown process 国際会議

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月2日

  74. Preparation, crystal structure and thermoelectric properties of Ru substituted half Heusler type VFeSb 国際会議

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月2日

  75. Thermoelectric Properties of Strontium Titanium Oxyhydrides 国際会議

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月2日

  76. Computer simulation of thermoelectric properties for tilted multilayer devices based on the off diagonal thermoelectric effect 国際会議

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月2日

  77. Investigation on lattice defects in Mg<sub>2</sub>Sn single crystals prepared under different Ar partial pressure 国際会議

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月2日

  78. Thermoelectric properties and local structure of B doped Mg<sub>2</sub>Si single crystal 国際会議

    K. Hayashi, W. Saito, Y. Miyazaki, K. Sugimoto, S. Uechi, Y. Kanazawa, Y. Fukumoto, T. Yamamoto, K. Ohyama, N. Happo, M. Harada, K. Oikawa, Y. Inamura

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月2日

  79. Crystal and electronic structures of the half Heusler type VFeSb compounds 国際会議

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月1日

  80. Preparation and Thermoelectric Properties of Mn2VAl Full Heusler Alloys with Different Order Degree 国際会議

    H. Li, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    38th International and 4th Asian Conference on Thermoelectrics (ICT & ACT 2019)　2019年7月1日

  81. Development of efficient thermoelectric materials－crystal structure, electronic structure, and morphology－ 国際会議

    Kei Hayashi

    東北大学-清華大学共同研究キックオフミーティング　2019年5月17日

  82. 白色中性子ホログラフィーによる熱電材料BドープMg2Siの研究

    杉本和哉, 上地昇一, 金澤雄輝, 福本陽平, 山本隆文, 大山研司, 林 好一, 八方直久, 原田正英, 及川健一, 稲村康弘, 林 慶, 齋藤 亘, 宮﨑 讓

    日本物理学会 第74回年次大会　2019年3月15日

  83. 単結晶作製時の圧力変化によるMg2Snの格子欠陥制御

    齋籐 亘, 林 慶, 宮﨑 讓

    第66回応用物理学会春季学術講演会　2019年3月10日

  84. Determination of dopant position of thermoelectric material B-doped Mg2Si by white neutron holography 国際会議

    K. Sugimoto, S. Uechi, Y. Kanazawa, Y. Fukumoto, T. Yamamoto, K. Ohoyama, K. Hayashi, N. Happo, M. Harada, K. Oikawa, Y. Inamura, K. Hayashi, W. Saito, Y. Miyazaki

    ISSP - J-PARC Joint Workshop on Science Frontier by Neutron Scattering ～ The 17th Korea-Japan meeting on Neutron Science ～　2019年1月15日

  85. ペロブスカイト型水素化物CaTiO3-xHxの合成と熱電特性

    福留大輝, 高松智寿, 林 慶, 宮﨑 讓

    応用物理学会東北支部 第73回学術講演会　2018年12月6日

  86. Mg2Snの結晶構造と伝導型の関係に関する研究

    齋藤 亘, 林 慶, 宮﨑 讓

    応用物理学会東北支部 第73回学術講演会　2018年12月6日

  87. 白色中性子ホログラフィーによる熱電材料BドープMg2Siの研究

    杉本和哉, 上地昇一, 金澤雄輝, 福本陽平, 山本隆文, 大山研司, 林 好一, 八方直久, 原田正英, 及川健一, 稲村康弘, 林 慶, 齋藤 亘, 宮﨑 讓

    日本中性子科学会 第18回年会　2018年12月4日

  88. Structure and thermoelectric properties of Zn4Sb3 国際会議 招待有り

    Kei Hayashi, Aisaku Yokoyama, Yuzuru Miyazaki

    Tsinghua U & Tohoku U Joint Seminar on Thermoelectric Materials　2018年11月5日

  89. マグネシウムシリサイド熱電材料における活性サイトの研究

    林 慶, 齋藤 亘, 宮﨑 讓, 杉本和哉, 上地昇一, 金澤雄輝, 福本陽平, 山本隆文, 大山研司, 林 好一, 八方直久, 原田正英, 及川健一, 稲村康弘

    第8回成果報告会　2018年10月14日

  90. 白色中性子ホログラフィーによる熱電材料BドープMg2Siの研究

    杉本和哉, 上地昇一, 金澤雄輝, 福本陽平, 山本隆文, 大山研司, 林 好一, 八方直久, 原田正英, 及川健一, 稲村康弘, 林 慶, 齋藤 亘, 宮﨑 讓

    第8回3D活性サイト科学成果報告会　2018年10月13日

  91. PLD 法によるCrSi2薄膜の作製と熱電特性

    安里祐輝, 高松智寿, 飯島喜彦, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月14日

  92. ヒドリド(H-)を含有したATiO3-xHx(A=アルカリ土類元素) の熱電特性に関する研究

    福留大輝, 高松智寿, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月14日

  93. 還元拡散法と高温熱処理によるC40型(Cr,Mo)Si2のMo固溶限の拡大と熱電特性

    髙松智寿, 中沢駿仁, 飯島喜彦, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月13日

  94. Mn2V(Al1-xSix)の熱電特性における規則度の影響

    李和章, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月13日

  95. 溶融合成したMnSiγ の高温X線回折

    川崎優太郎, 濱田陽紀, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月13日

  96. 溶融合成したCr 置換マンガンシリサイドの微細組織と熱電特性

    永井宏樹, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月13日

  97. Mg2Snの伝導型と結晶構造に対する格子欠陥の効果

    齋藤 亘, 林 慶, 宮﨑 讓

    第15回日本熱電学会学術講演会　2018年9月13日

  98. Structural analysis of β- and γ-phases of Zn4Sb3 thermoelectrics 国際会議

    Kei Hayashi, Aisaku Yokoyama, Yuzuru Miyazaki

    37th International and 16th European Conference on Thermoelectrics　2018年7月3日

  99. Microstructure and thermoelectric properties of magnesium silicide composites 国際会議 招待有り

    K. Hayashi

    World Congress of Smart Materials 2018　2018年3月6日

  100. Fabrication of (Mn,Fe)Siγ~1.7 thin films for near-infrared absorption solar cells 国際会議

    K. Hayashi, K. Ishii, C. Kawasaki, R. Honda, Y. Miyazaki

    The 27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference PVSEC-27　2017年11月12日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    The 27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference PVSEC-27 (November 12-17, 2017, Ohtsu) "Fabrication of (Mn,Fe)Siγ~1.7 thin films for near-infrared absorption solar cells" K. Hayashi, K. Ishii, C. Kawasaki, R. Honda, Y. Miyazaki (Poster)

  101. Electronic structure and thermoelectric properties of ternary full-Heusler compounds 国際会議 招待有り

    Kei Hayashi

    Global Congress of Knowledge Economy 2017　2017年9月19日

  102. フルホイスラー合金Co2MnSiのキャリア熱伝導率と格子熱伝導率

    林 慶, 宮﨑 讓

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  103. 東北支部リフレッシュ理科教室の取り組みについて

    林 慶, 小澤祐市, 矢代 航, 佐藤俊一

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  104. Comprehensive study on the thermoelectric properties of Co2MnSi and Co2FeSi 国際会議

    Kei Hayashi, Mao Eguchi, Yuzuru Miyazaki

    The 36th International Conference on Thermoelectrics ICT2017　2017年7月31日

  105. (3+1)-dimensional Incommensurately Modulated Crystal Structure: X-ray Diffraction Study 国際会議 招待有り

    Kei Hayashi

    AnalytiX2017　2017年3月22日

  106. Mn基フルホイスラー合金の熱電性能計算

    林 慶, 宮﨑 讓

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  107. 溶融合成によるV, Fe共置換MnSiγの作製と熱電性能

    佐藤美嘉, 濱田陽紀, 林 慶, 宮﨑 讓

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  108. Mg2Si系熱電材料の格子欠陥

    林 慶

    熱電材料 構造科学セミナー　2016年12月26日

  109. Promising thermoelectric properties of melt-grown Zn4Sb3 Zintl phase 国際会議 招待有り

    Kei Hayashi, Aisaku Yokoyama, Kentaro Ishii, Yuzuru Miyazaki

    EMN (Energy Materials Nanotechnology) Meeting on Energy and Sustainability 2016　2016年11月28日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    HOTEL MYSTAYS Shin Osaka Conference Center

  110. ジントル化合物Zn4Sb3熱電変換材料の高性能化

    林 慶, 横山相朔, 石井健太郎, 髙松智寿, 宮﨑 讓

    粉体粉末冶金協会 平成28年度秋季大会　2016年11月9日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    粉体粉末冶金協会 平成28年度秋季大会(第118回講演大会) (11月9-11日, 2016年, 仙台市) "ジントル化合物Zn4Sb3熱電変換材料の高性能化" 林 慶, 横山相朔, 石井健太郎, 髙松智寿, 宮﨑 讓 (口頭発表)

  111. イントロダクトリートーク ～熱電変換の現在と未来：ZTはどこまで上がるのか？～

    林 慶

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  112. Structural and thermoelectric properties of TTF-I0.71 organic compound 国際会議

    Kei Hayashi, Kento Kuba, Yuzuru Miyazaki

    The 2016 Compound Semiconductor Week (CSW2016)　2016年6月26日

  113. Structural and Thermoelectric Properties of Ternary Full-Heusler Alloys 国際会議

    M. Eguchi, K. Hayashi, Y. Miyazaki

    The 35th International Conference & the 1st Asian Conference on Thermoelectrics (ICT/ACT 2016)　2016年5月29日

  114. Effects of interstitial Mg and secondary phases on thermoelectric properties of Mg2Si 国際会議 招待有り

    Kei Hayashi, Masataka Kubouchi, Yohei Ogawa, Yuzuru Miyazaki

    The 2016 EMN (Energy Materials Nanotechnology) Beijing Meeting　2016年4月21日

  115. Pyroelectric Energy Harvesting Using BaTiO3 Compounds 国際会議

    K. Hayashi, E. Aikawa, T. Ueno, T. Kajitani, Y. Miyazaki

    19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds　2014年9月1日

  116. Preparation of TTF-Ix Thin Films by Evaporation Method for Organic Thermoelectric Devices 国際会議

    Kei Hayashi, Kento Kuba, Yuzuru Miyazaki

    IUMRS International Conference in Asia 2014　2014年8月24日

  117. Structural and pyroelectric properties of Ca-doped BaTiO3 国際会議

    K. Hayashi, E. Aikawa, T. Ueno, T. Kajitani, Y. Miyazaki

    The 32nd International Conference on Thermoelectrics　2013年6月30日

  118. Anisotropy in thermoelectric properties of MnSiγ film 国際会議

    K. Hayashi, K. Takeda, Y. Kikuchi, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    IUMRS International Conference on Electronic Materials 2012　2012年9月23日

  119. Structural, magnetic, and ferroelectric properties of CuFe1-xMnxO2 国際会議

    K. Hayashi, R. Fukatsu, T. Nozaki, Y. Miyazaki, T. Kajitani

    The International Workshop on Neutron Applications on Strongly Correlated Electron Systems 2011　2011年2月23日

  120. マルチフェロイックCuFe1-xMnxO2の中性子準弾性散乱 招待有り

    林 慶, 深津遼平, 野崎友大, 宮﨑 讓, 梶谷 剛

    ISSPワークショップ 小角・反射率・高分解能装置研究会　2011年2月7日

  121. Thermoelectric properties of iodine doped pentacene thin films 国際会議

    Kei Hayashi, Takashi Shinano, Yuzuru Miyazaki, Tsuyoshi Kajitani

    The 37th International Symposium on Compound Semiconductors　2010年5月31日

  122. ヨウ素ドープしたペンタセン薄膜の熱電特性とその経時変化

    林 慶, 信野高志, 梶谷 剛

    第70回応用物理学会学術講演会　2009年9月8日

  123. ラビング基板上に成膜したTTF-TCNQ薄膜の膜構造と熱電特性

    林 慶, Efrain Tamayo, 梶谷 剛

    第六回日本熱電学会学術講演会　2009年8月10日

  124. 三角格子反強磁性体CuFeO2の中性子準弾性散乱

    林 慶, 野崎友大, 深津遼平, 梶谷 剛

    拡大IRT研究会シリーズ -3号炉の将来計画を視野に入れて-　2009年8月4日

  125. Surface Morphology and Thermoelectric Properties of Copper Phthalocyanine Thin Films on Si(001)

    K. Hayashi, T. Shinano, T. Kajitani

    The IUMRS International Conference in Asia 2008　2008年12月9日

  126. Structure and thermoelectric properties of delafossite-type oxides CuCr0.97-xMg0.03NixO2 国際会議

    K. Hayashi, K. Sato, T. Kajitani

    7th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology　2007年11月11日

  127. Fabrication and in-plane electrical resistivity of Ge/SiGe quantum dot superlattices 国際会議

    K. Hayashi, S. Abiko, N. Motegi, T. Kajitani

    20th International Microprocesses and Nanotechnology Conference　2007年11月5日

  128. デラフォサイト型酸化物CuCrO2の熱電特性におけるダブルドーピング効果

    佐藤 健一, 林 慶, 梶谷 剛

    2007年春季 第54回応用物理学関係連合講演会　2007年3月27日

  129. CO/Cu(001)表面の超低速光電子スペクトル：FR modeの励起によるエネルギー損失構造

    林 慶, 荒船竜一, 上田茂典, 上原洋一, 潮田資勝

    2006年秋季 第67回応用物理学会学術講演会　2006年8月29日

  130. Vibrational energy loss structure in very low energy photoelectron spectra of CO/Cu(001) surface 国際会議

    K. Hayashi, R. Arafune, S. Ueda, Y. Uehara, S. Ushioda

    American Physical Society March Meeting 2005　2005年3月21日

  131. Cu単結晶表面の低速光電子分光

    荒船 竜一, 林 慶, 上田 茂典, 潮田 資勝

    日本物理学会 第58回年次大会　2003年3月

  132. Fe/Rh(001)のスピン電子状態の温度依存性(II)

    林 慶, 原沢あゆみ, 木下豊彦, 柿崎明人

    日本物理学会 2001年秋季大会　2001年9月

  133. Pd(001)とRh(001)表面上に成長させたFe薄膜の構造と磁性

    林 慶, 奥田 太一, 木下 豊彦, 柿崎 明人

    日本物理学会 2001年秋季大会　2001年9月

  134. Structure and magnetism of Fe thin films on Rh(001) studied by spin-resolved photoelectron spectroscopy 国際会議

    M. Sawada, A. Harasawa, A. Kimura, A. Kakizaki

    PES2000　2000年10月

  135. Fe/Rh(001)の温度依存スピン電子状態

    林 慶, 沢田正博, 原沢あゆみ, 森本 理, 柿崎明人

    日本物理学会 第55回年次大会　2000年9月

  136. Thickness dependence of electronic structure and magnetism of Fe/Rh(001) 国際会議

    K. Hayashi, M. Sawada, A. Harasawa, A. Kimura, A. Kakizaki

    Eight International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS8)　2000年8月

  137. Fe/Rh(001)の構造と電子状態

    林 慶, 沢田正博, 原沢あゆみ, 木村昭夫, 柿崎明人

    日本物理学会 1999年秋の分科会　1999年9月

  138. Growth of Fe films on Rh(001): a photoemission study 国際会議

    K. Hayashi, M. Sawada, A. Kimura, A. Harasawa, A. Kakizaki

    First Vacuum and Surface Sciences Conference of Asia and Australia (VASSCAA-1)　1999年9月

  139. Fe/Rh(001)およびFe/Co(001)の成長モードと電子状態

    林 慶, 沢田正博, 木村昭夫, 鎌倉 望, 原沢あゆみ, 柿崎明人

    日本物理学会 1998年秋の分科会　1998年9月

  140. Fe/Rh(001)の角度分解光電子分光

    林 慶, 沢田正博, 木村昭夫, 鎌倉 望, 原沢あゆみ, 柿崎明人

    日本物理学会 1998年秋の分科会　1998年9月

  141. 格子欠陥を導入したMg2Sn単結晶の熱電性能 国際共著 招待有り

    林 慶

    第55回排熱発電コンソーシアム　2024年1月19日

  142. 格子欠陥エンジニアリングによるMg2Sn単結晶の熱電性能の向上 招待有り

    林慶

    JSAP Review創刊記念 VRシンポジウム　2022年11月11日

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産業財産権 9

  1. 熱電材料および熱電材料の製造方法

    宮﨑 讓, 林 慶, 湯葢 邦夫, 濱田 陽紀, 佐藤 美嘉

    特許第7121964号

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 希土類アルミノボライド熱電半導体、その製造方法及びそれを用いた熱電発電素子

    森 孝雄, 丸山恵史, 宮﨑 讓, 梶谷 剛, 林 慶

    特許第6061272号

    産業財産権の種類: 特許権

  3. 熱電材料および熱電材料の製造方法

    齋藤 亘, 林 慶, 黄 志成, 宮﨑 讓

    産業財産権の種類: 特許権

    権利者: 国立大学法人東北大学

  4. 熱電変換材料および熱電変換モジュール

    黒崎 洋輔, 籔内 真, 早川 純, 宮﨑 讓, 髙松 智寿, 林 慶

    産業財産権の種類: 特許権

  5. スズ亜鉛シリカリン酸塩系ガラスおよび高温環境用ガラス封止材料

    豊原梨恵, 高橋儀宏, 藤原 巧, 梶谷 剛, 宮﨑 讓, 林 慶, 上野知道, 上野 亨, 山田 聖

    産業財産権の種類: 特許権

  6. 熱電変換素子

    上野 亨, 上野知道, 清野嘉幸, 梶谷 剛, 宮﨑 讓, 林 慶, 藤原 巧, 井原梨恵

    産業財産権の種類: 特許権

  7. p型熱電変換材料及びその製造方法、並びに、熱電変換素子及び熱電変換モジュール

    菊池将太, 林 慶, 梶谷 剛, 宮﨑 讓

    特許第5931413号

    産業財産権の種類: 特許権

  8. Thermoelectric Conversion Material and Thermoelectric Conversion Module

    Yosuke Kurosaki, Shin Yabuuchi, Jun Hayakawa, Yuzuru Miyazaki, Tomohisa Takamatsu, Kei Hayashi

    産業財産権の種類: 特許権

  9. Thermoelectric material and method for producing thermoelectric material

    Y. Miyazaki, K. Hayashi, K. Yubuta, H. Hamada, M. Sato

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 22

  1. 低熱伝導と高強度を両立する鉄基ハーフホイスラー熱電材料のボンドエンジニアリング

    宮崎 讓, 林 慶

    2023年4月1日 ～ 2027年3月31日

  2. 圧力誘起点欠陥を活用した超低熱伝導単結晶熱電材料の創出 競争的資金

    林 慶, 宮崎 讓

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2022年4月1日 ～ 2025年3月31日

  3. 自動車排熱・産業排熱を利用した大規模熱電発電のための大型単結晶熱電材料の開発

    林 慶

    2020年4月 ～ 2024年3月

  4. マンガンケイ化物系熱電材料の非整合ナノドメイン形態制御による最低熱伝導率の実現

    宮崎 讓, 林 慶

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2020年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    マンガンケイ化物MnSiγ (γ ~1.7) における優れた熱電特性を本研究代表者らが報告して以降、非整合複合結晶を対象とした熱電材料研究が加速している。非整合複合結晶は特有の変調構造を持ち、通常の固体では実現困難な高出力因子と低熱伝導率を両立しうるため、熱電発電材料として理想的な物質である。本計画では、研究代表者らのこれまでの先導的な研究を更に発展させ、種々のスケールで発現する非整合構造由来の微細組織を制御して理論最低熱伝導率を達成し、世界最高の熱電発電出力密度（1 kW/m2）を実現するための学理を究明することを目的としている。前年度に得られた知見を基に、今年度は、MnサイトおよびSiサイトを部分置換した固溶相試料を合成し、固溶限の確認や微細組織観察を進めた。 <BR> まず、無置換単結晶試料の微細組織観察を行ったところ、第二相として生成するMnSi相の形態が、熱処理条件によって大きく変化することを確認し、またそれに伴ってγ値の異なる円形組織が形成されることを発見した。この円形組織はMnSi相の近傍に生成することが確認され、試料全体の化学組成を維持するように、組成濃淡が実現している。さらに、MnサイトのVやRuによる部分置換や、SiサイトのAlによる部分置換を試み、出現するナノ組織形態と熱電特性の関係について評価を進めている。今後は、更に高い分解能で微細組織が観察可能な高分解能電子顕微鏡（学内共通分析装置）を用いて、生成組織のナノレベルでの評価を行う。

  5. 金属粒界相制御によるZT=2を超える高性能コンポジット熱電変換材料の開発への挑戦

    林 慶, 宮崎 讓

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2017年4月1日 ～ 2020年3月31日

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    本研究では安価で毒性が低く軽量なMg2Siの熱電変換効率を飛躍的に向上するために、部分置換・不純物添加・ナノ構造の導入といった従来の方法ではなく、金属粒界相制御を取り上げる。今年度は、Mg、Al、Niを粒界相とするコンポジットの出力因子(PF)の増減に、母相と金属相の界面接触状態が関係しているか調査した。コンポジットのモデル構造として、Mg/Mg2Si、Al/Mg2Si、Ni/Mg2Si積層試料を作製し、ケルビンプローブフォース顕微鏡で金属/Mg2Si界面の障壁高さを実測した。 Mg2Si/Mg積層試料では、電位はMg2Si相よりMg相の方が約400 meV高いことがわかった。つまり、Mg/Mg2Si界面はオーミック接合であると結論できる。一方、Al/Mg2Si積層試料では、電位はMg2Si相よりAl相の方が約120 meV低いことがわかった。これは、Al/Mg2Si界面がショットキー接合であることを示している。また、Ni/Mg2Si積層試料では、Mg2Si相よりもNi相の方が約170 meV低いことから、Ni/Mg2Si界面もショットキー接合であると結論できる。 実際に、Mg粒界相の導入によって電気伝導率の増加が報告されており、Mg/Mg2Si界面がオーミック接触であることと矛盾しない。Ni/Mg2Siコンポジット材料ではPFが減少しており、ショットキー接合のNi/Mg2Si界面で電気伝導キャリアが散乱されていることが示唆される。一方、Al/Mg2Siコンポジット材料ではPFが増加すると報告されている。これは、Al/Mg2Si界面のショットキー障壁がNi/Mg2Si界面よりも低いため、室温以上の高温ではキャリア散乱が抑制されているものと考えられる。以上から、PFの増大は界面がショットキー接触でも起きるが、障壁高さに上限があることが明らかとなった。

  6. 高効率熱電材料の開発 競争的資金

    林 慶

    2019年11月 ～ 2020年3月

  7. 階層的構造制御によるチムニーラダー型熱電変換材料の高性能化 競争的資金

    宮﨑 讓

    2015年8月 ～ 2020年3月

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    階層的構造制御により、熱伝導率を低減し、チムニーラダー型熱電変換材料の高性能化を狙う。

  8. 近赤外光利用マンガンシリサイド薄膜太陽電池の開発

    林 慶, 石井 健太郎, 川崎 智尋, 本田 竜介, 楊 潤塵

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2017年6月30日 ～ 2019年3月31日

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    本研究の目的は、近赤外光を吸収するp型、n型マンガンシリサイド(Mn1-xFexSiγ~1.73)の薄膜太陽電池の作製である。現在普及している太陽電池は近赤外光をエネルギー源として用いておらず、太陽光エネルギーから電気エネルギーに変換するエネルギー変換効率は約20%である。現状の薄膜太陽電池と本研究で開発する近赤外光も吸収できる薄膜太陽電池と組み合わせることができれば、エネルギー変換効率を約30%まで向上できると予想される。 本研究の課題は以下の3つである。(1)p型、n型薄膜のキャリア密度の制御、(2)ドロップレットのないp型、n型Mn1-xFexSiγ薄膜の作製、(3)pn接合膜の試作と評価である。今年度は(1)のキャリア密度の制御を実施した。Mn1-xFexSiγバルクの電気伝導率が、Fe置換量x～0.27近傍で低くなる、つまりキャリア密度が低くなることから、x～0.27近傍の組成のMn1-xFexSiγ薄膜を作製した。実際に作製した薄膜が、Mn1-xFexSiγの組成であることをX線回折とラマン分光を用いて確認した。薄膜のキャリア密度を測定するのは困難であるため、同じ組成のバルクでキャリア密度を測定したところ、約1×10^17 cm-3であった。このキャリア密度の場合、空乏層厚さは約100 nmと見積もることができ、近赤外光を90%吸収できることになる。また、光学バンドギャップの大きさは約0.8 eVであり、近赤外光を吸収できることを明らかにした。また、翌年度の実施事項のうち、ドロップレットのないp型、n型Mn1-xFexSiγ薄膜を作製するための装置を発注し、成膜装置に導入した。

  9. 格子間活性サイトエンジニアリングの開拓と熱電発電材料・デバイス開発への応用展開

    宮崎 讓

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究機関：Tohoku University

    2017年4月1日 ～ 2019年3月31日

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    溶融合成法とブリッジマン法を用いて、熱電発電材料として注目されているマグネシウムシリサイド(Mg2Si)、マグネシウムスタナイド(Mg2Sn)、およびそれらにホウ素(B)をドープした試料の大型単結晶を育成した。これにより、中性子ホログラフィーによる局所原子構造の解析と、単結晶X線回折を用いた格子欠陥量の定量評価が可能となった。続いて、実際にMg2SiにドープしたBの周辺の局所原子構造を調査し、BがMgサイトに侵入して活性化することを明らかにした。また、Mg2Sn単結晶を育成する時の雰囲気を変化させることで、Mg2Sn単結晶に含まれるMg正規サイト(MgR)の欠損量を制御できることを明らかにした。並行して、単結晶試料の熱電特性（ゼーベック係数、導電率および熱伝導率）の温度変化を測定し、Bドープ量と熱電特性の間に強い相関があることが確認された。 従来、Mg2(Si1-xSnx)熱電発電材料の性能向上は、部分置換や元素添加によってキャリア密度を制御して行われてきた。本研究成果は、部分置換あるいは添加した元素がどのサイトに入って活性化しているのか、中性子ホログラフィーによって可視化できることを示したものであり、漫然と試みられてきたMg2(Si1-xSnx)の性能向上の研究に革新をもたらすものと期待される。また、本研究で明らかになったMgR欠損量の制御法は、格子欠陥を有する熱電発電材料の開発研究の指針として有用な知見となるものと考えられる。

  10. 高電流出力熱電発電デバイス用のハーフメタル強磁性フルホイスラー合金の開発 競争的資金

    林 慶

    2017年1月 ～ 2018年2月

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    高電流出力熱電発電デバイス用の金属熱電材料を開発する。

  11. 非整合チムニーラダー型化合物を用いた高出力熱電発電デバイスの創製

    宮崎 讓, 林 慶, 髙松 智寿

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2016年3月31日

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    マンガンケイ化物を主成分とするチムニーラダー型化合物群の合成と結晶構造解析を行い、新たな４種類の化合物の詳細な結晶構造を明らかにした。また、最高の熱電特性の実現に向けて合金組成の最適化を行い、p型試料において最高の特性を実現した。更に３cm角の発電モジュールの試作を行い、表裏の温度差を400Kとした際に、最高出力1.3Wを記録した。これは出力密度（単位面積あたりの出力）に換算して1.25 kW/m2 に相当する。

  12. キャリア移動度を制御した低分子有機薄膜の熱電変換デバイス化に関する研究

    林 慶

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2016年3月31日

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    エネルギー資源の枯渇と発電に伴う地球温暖化問題を解決するために、熱電変換デバイスを用いたクリーンな発電技術の実現が期待されている。本研究では、熱電変換材料として無毒で安価な低分子有機物に着目し、有機物薄膜の熱電変換材料としての可能性とその発電性能を調査した。加えてｙ、有機物薄膜の熱伝導率を測定するための測定装置を構築した。ペンタセン、テトラチアフルバレン-テトラシアノキノジメタン(TTF-TCNQ)、TTF-Ixについて、熱電変換性能を測定し、それらの発電性能を明らかにすることに成功した。

  13. ペルチェ冷却を凌駕するトムソン効果を応用した固体冷却素子の創出

    宮崎 讓, 林 慶

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    キャリア密度が連続的かつ指数関数的に変化した固体を合成し、トムソン効果を利用した高効率バルク冷却素子の実現に向けた基礎条件を検討した。縮退半導体マンガンケイ化物のマンガンを鉄で部分置換してキャリア密度が連続的に変化した焼結体試料を合成し、直流電流を流した調べたところ、起電力の発生を確認した。しかし、これがトムソン効果によるものなのか、あるいはゼーベック効果が加わったものなのか、判定は困難であった。この実験中に、温度差がなくても起電力が生じる現象が見出され、温度差不要の新たな熱電変換技術の発展に繋がる可能性が見出された。

  14. 高効率焦電発電体の開発

    梶谷 剛, 林 慶

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2012年4月1日 ～ 2014年3月31日

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    本研究は強誘電体の焦電効果を利用して廃熱エネルギーを直接電力に変換するデバイスの開発を目指したものである. 本研究ではBTOに注目して材料開発を行い,加えて望ましい物理的特徴を備えた強誘電体の元素構成や結晶構造について第一原理計算を行った. 次の成果が得られた. 1. Baを2％程度YないしCaと置換した場合、キュリー温度が凡そ5℃上昇する。2. YないしCa置換により観測される分極, Pmax,が大きく増強した. 3. Ca置換により結晶粒径が増加し, 焦電性能が高まった. 4.強誘電体の誘電性能には構成元素であるTi, ZrあるいはNbのフェルミ準位直下のd電子のバンドが深く関わっている.

  15. 多層高効率熱電デバイスの製造 競争的資金

    梶谷 剛

    2010年10月 ～ 2013年3月

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    高い出力密度(＝熱効率／実装密度)を実現する多層熱電デバイスの製造を目的とする。従来の熱電デバイスと比べて、機械的強度、耐酸化性、耐湿度を高めるとともに、製造価格を大幅に低減する。本熱電デバイスは、NOx除去装置から出た400℃～600℃の高熱排気ガスを熱源とし発電する画期的な熱回生装置への応用を目標とする。

  16. スピンゼーベック効果を利用した次世代熱電発電デバイスの基礎検討

    林 慶

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Tohoku University

    2011年 ～ 2012年

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    本研究では、スピンゼーベック効果を利用した熱電発電デバイスの実現に向けて、大きなスピンゼーベック効果を示す物質の探索指針の解明を試みた。注目した物質はハーフメタルCo_2CrAlとその部分置換試料Co_2Cr_<1-x>Fe_xAl、Co_2Cr_<1-x>Mn_xAlである。スピンゼーベック効果によって得られる電圧は置換量に依存して変化した。この結果は飽和磁化と得られる電圧の関係を示唆している。

  17. 層状コバルト酸化物熱電材料の研究開発 競争的資金

    梶谷 剛

    2010年9月 ～ 2011年3月

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    層状コバルト酸化物Co121にナノサイズの空孔あるいは不純物を導入し、ナノスケールの組織制御を行うことで熱伝導率を低減する。これによりZT=1を目指す。

  18. π型積層構造を有する薄膜太陽光熱複合発電モジュールの開発 競争的資金

    林 慶

    2010年4月 ～ 2011年3月

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    薄膜太陽光発電モジュールの構造をπ型積層構造にすることで、太陽熱発電が同時に起こるようにし、熱効率の飛躍的な向上を目指す。

  19. 次元性を制御したナローギャップ半導体の機能デバイス化

    梶谷 剛, 藤原 巧, 宮崎 譲, 林 慶, 湯蓋 邦夫

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2007年 ～ 2010年

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    熱流を直接電流に変換可能な熱電半導体の高性能化に向けた研究である。熱電半導体を2次元化することにより、Seebeck係数が向上することが理論的に予想され、先行研究によると、最適条件では、3次元状態のデバイスよりも性能が2. 5倍まで向上する。本研究では、蒸着薄膜、結晶方位制御バルク材、および人工層状化合物半導体について、次元性と熱電特性について調査した。

  20. 高熱電変換性能を有する高配向有機薄膜作製の基礎研究

    林 慶

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Tohoku University

    2007年 ～ 2009年

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    微傾斜基板の使用、斜め蒸着法、基板のラビング処理により、銅フタロシアニン、テトラチアフルバレン-テトラシアノキノジメタン(TTF-TCNQ)、ペンタセンといった有機物の薄膜の高配向化を目指した。その結果、極めて平坦なTTF-TCNQ薄膜を得ることに成功し、7.8×10^<-7> W/mK^2の出力因子を達成した。またヨウ素ドープしたペンタセン薄膜ではさらに高い出力因子2×10^<-5> W/mK^2を得ることができた。

  21. 電子内部自由度制御型ナノデバイス創製原理の構築 競争的資金

    前川 禎通

    2007年4月 ～ 2008年3月

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    多体電子系の様々な数値計算法を用いて、強相関電子系における競合する相の関係を明らかにし、その競合から生じる新奇な量子現象を引き出すとともに、それらを用いたナノデバイスの特性を解き明かすことを目的とする。そして、実験的実証を踏まえながら新しいナノデバイスの創製指導原理を構築しようとするものである。

  22. ナノブロックインテグレーションによる層状酸化物熱電材料の創製 競争的資金

    河本 邦仁

    2006年4月 ～ 2008年3月

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    環境負荷を最大限に低減する環境保全・エネルギー高度利用の実現のためのナノ材料・システムを創製する。

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担当経験のある科目(授業) 8

  1. 構造物性学 大学院専門科目

  2. 数学物理学演習II 学部専門科目

  3. 電磁気学基礎論 学部専門科目

  4. 学生実験 学部専門科目

  5. 応用材料物性学 大学院専門科目

  6. 応用物理学特別研修 大学院専門科目

  7. 電磁気学I演習 学部専門科目

  8. 応物研修 学部専門科目

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社会貢献活動 36

  1. 20周年記念リフレッシュ理科教室

    2019年1月26日 ～ 2019年1月26日

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    生涯学園都市会館(花巻市)にて20周年記念リフレッシュ理科教室を実施した。

  2. 平成30年度サイエンススクール(仙台市立連坊小路小学校)

    2018年12月18日 ～ 2018年12月18日

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    仙台市立連坊小路小学校にて平成30年度サイエンススクールを実施した。

  3. 平成30年度サイエンススクール(仙台市立金剛沢小学校)

    2018年12月17日 ～ 2018年12月17日

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    仙台市立金剛沢小学校にて平成30年度サイエンススクールを実施した。

  4. 平成30年度サイエンススクール(仙台市立桂小学校)

    2018年12月11日 ～ 2018年12月11日

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    仙台市立桂小学校にて平成30年度サイエンススクールを実施した。

  5. 20周年記念リフレッシュ理科教室

    2018年8月22日 ～ 2018年8月22日

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    弘前大(弘前市)にて20周年記念リフレッシュ理科教室を実施した。

  6. 20周年記念リフレッシュ理科教室

    2018年8月21日 ～ 2018年8月21日

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    秋田大(秋田市)にて20周年記念リフレッシュ理科教室を実施した。

  7. 20周年記念リフレッシュ理科教室

    2018年8月10日 ～ 2018年8月10日

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    山形大(米沢市)にて20周年記念リフレッシュ理科教室を実施した。

  8. 20周年記念リフレッシュ理科教室

    2018年8月1日 ～ 2018年8月1日

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    ビックアイ(郡山市)にて20周年記念リフレッシュ理科教室を実施した。

  9. 20周年記念リフレッシュ理科教室

    2018年7月29日 ～ 2018年7月29日

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    サイエンスディ(仙台市)にて20周年記念リフレッシュ理科教室を実施した。

  10. 平成29年度サイエンススクール(上愛子小学校)

    2017年12月18日 ～ 2017年12月18日

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    上愛子小学校にて大学出前講座を行った

  11. 平成29年度サイエンススクール(福室小学校)

    2017年12月14日 ～ 2017年12月14日

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    福室小学校にて大学出前講座を行った

  12. 平成29年度サイエンススクール(仙台青陵中等教育学校)

    2017年12月12日 ～ 2017年12月12日

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    仙台青陵中等教育学校にて大学出前講座を行った

  13. 平成29年度大学出前講座(大田原高等学校)

    2017年10月10日 ～ 2017年10月10日

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    大田原高等学校にて大学出前講座を行った

  14. 工作や実験 大好き 市科学館 子ども理科教室

    2017年8月6日 ～ 2017年8月6日

  15. リフレッシュ理科教室(応用物理学会東海支部リフレッシュ理科教室20周年記念事業)

    2017年8月3日 ～ 2017年8月5日

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    名古屋市科学館にてリフレッシュ理科教室を実施 単極モーターを小中学校の先生と子どもたちに実施

  16. リフレッシュ理科教室part2

    2017年7月29日 ～ 2017年7月29日

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    2017年7月29日に東北学院大学ハイテクリサーチセンター/工学部1号館ラウンジでリフレッシュ理科教室を開催 応用物理学会東北支部企画運営委員会幹事として実施

  17. リフレッシュ理科教室part1

    2017年7月16日 ～ 2017年7月16日

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    2017年7月15日に東北大学川内キャンパス講義棟でリフレッシュ理科教室を開催 応用物理学会東北支部企画運営委員会幹事として実施

  18. リフレッシュ理科教室part1

    2016年4月1日 ～ 2016年8月22日

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    2016年8月22日に東北大学創造工学センターでリフレッシュ理科教室を開催 応用物理学会東北支部企画運営委員会幹事として参加

  19. サイエンスディ

    2016年4月1日 ～ 2016年7月28日

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    2016年7月17、22日のサイエンスディに応用物理学会東北支部の出展を応用物理学会東北支部企画運営委員会幹事として実施

  20. リフレッシュ理科教室

    2012年8月22日 ～ 2013年7月9日

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    2013年6月28日に中野小学校でリフレッシュ理科教室を開催 応用物理学会東北支部・東海支部・九州支部主催 実行委員として参加

  21. 第73回東北大学祭 模擬講義

    2021年11月5日 ～

  22. 令和2年度一日大学(仙台青陵中等教育学校)

    2020年11月6日 ～

  23. 平成29年度大学出前講座(盛岡中央高等学校)

    2017年7月7日 ～

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    盛岡中央高等学校にて大学出前講座を行った

  24. 排熱を電力へ、熱電変換材料で2倍の出力因子実現

    2016年12月5日 ～

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    東北大学の宮崎讓氏、林慶氏らの研究グループは2016年12月、マンガンケイ化物系熱電変換材料の発電量を表す出力因子で、従来の1.6～2倍に相当する結果を得たと発表した。

  25. 東北大学、車の排熱など無駄な熱を電気エネルギーに換える熱電発電モジュールの実現が視野に

    2016年12月2日 ～

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    東北大学大学院工学研究科は1日、自動車エンジンや工場排熱など、300～700℃の未利用熱エネルギーを電力に変換するための熱電変換技術において、マンガンケイ化物系熱電変換材料を使用し、従来の約2倍に相当する2.4mW/平方Kmを実現したと発表した。

  26. 発電量を2倍に、排熱を電力に変換する新材料

    2016年12月2日 ～

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    東北大学の研究グループがNEDOプロジェクトの一環で、マンガンケイ化物を用いた新しい熱電変換材料を開発。低コストな材料を用いつつ、発電量の指標となる出力因子を従来比約2倍に高めた。自動車エンジンの排熱や工業炉からの排熱など、中温域の未利用熱を電力に変換する高出力な熱電発電モジュールの実現に貢献する成果だという。

  27. 出力因子従来比約2倍のマンガンケイ化物系熱電変換材料、高温未利用熱エネルギーの活用へ

    2016年12月2日 ～

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    東北大学の宮崎讓氏、林慶氏らの研究グループは2016年12月、マンガンケイ化物系熱電変換材料の発電量を表す出力因子で、従来の1.6～2倍に相当する結果を得たと発表した。

  28. マンガンケイ化物系熱電変換材料で、従来比2倍の出力を実現

    2016年12月2日 ～

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    東北大学は2016年12月1日、マンガンケイ化物系熱電変換材料で、発電量を表す指標である出力因子として、従来の約2倍に相当する2.4mW/K2mを達成したと発表した。自動車エンジンや産業分野の工業炉からの排熱など、300～700℃の未利用熱エネルギーを電力に変換する高出力熱電発電モジュールの実現が期待される。

  29. リフレッシュ理科教室part2

    2016年11月5日 ～

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    2016年11月5日に東北大学知の館でリフレッシュ理科教室を開催 応用物理学会東北支部企画運営委員会幹事として参加

  30. 東北大学出張講座

    2016年9月21日 ～

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    河合塾仙台校にて東北大学出張講座を行った

  31. 磁石の力にわくわく 仙台・中野小 応用物理学会が理科教室

    2013年7月 ～

  32. 物理学者が被災小学校で理科教室

    2013年6月 ～

  33. 被災小学校で理科教室

    2013年6月 ～

  34. 排熱から電気 変換効率40倍

    2012年5月21日 ～

  35. 東北大、マンガン・ケイ素製の多層型熱電デバイスの試作品を展示

    2012年3月19日 ～

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    東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻の梶谷剛教授の研究グループは、マンガン・ケイ素系製熱電材料シートを積層した多層型デバイスの試作品を公表した。2012年3月15日に東北大学産学連携推進本部が東京都千代田区で開催した「東北大学イノベーションフェア」で展示したもの。

  36. 東北大学イノベーションフェア2006 in 仙台

    2006年10月18日 ～

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    東北大学イノベーションフェア2006 in 仙台にて展示した

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メディア報道 31

  1. デバイス化が容易なハーフメタルの熱電性能を４倍向上 東北大研究チーム「エネルギーハーベスティング技術の進展が期待」

    株式会社官庁通信社　文教速報デジタル版

    2024年1月10日

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  2. デバイス化が容易なハーフメタルの熱電性能を4倍向上させる方法を確立 東北大学と中国清華大学

    MEITEC　fabcross for エンジニア

    2024年1月9日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  3. デバイス化が容易なハーフメタルの熱電性能を4倍向上 - 点⽋陥制御と部分置換で半導体に匹敵する熱電材料に期待 -

    理化学研究所　Q-Portal

    2024年1月5日

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  4. 東北⼤、デバイス化が容易なハーフメタルの熱電性能を4倍向上させることに成功

    日本経済新聞社　日経電子版

    2024年1月4日

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  5. 東北大学など、熱電性能の高いマグネシウム・スズ化合物p型単結晶

    日経BP　日経XTECH

    2023年1月26日

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  6. p型でも熱電性能が高いマグネシウムスズ化合物の単結晶を作製 東北大学

    MEITEC　fabcross for エンジニア

    2023年1月16日

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  7. 性能26倍、東北大などがマグネシウム・スズ化合物の熱電変換性能向上

    ニュースイッチ (Yahoo! JAPAN ニュース、goo ニュースに転載)

    2023年1月16日

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  8. マグネシウム・スズ化合物 熱電変換性能高める 東北大など

    日刊工業新聞社　日刊工業新聞　19面

    2023年1月13日

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  9. 東北大など、マグネシウム・スズ化合物の熱電変換性能向上 一部リチウム置換で性能26倍

    日刊工業新聞社　日刊工業新聞電子版

    2023年1月13日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  10. 東北大、有力な熱電材料マグネシウムスズ化合物のp型性能で記録更新

    日本経済新聞社　日本経済新聞

    2023年1月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  11. 【連載】コロナ禍の教室 ④理系学生・教員 規制緩和で生徒の交流増加

    東北大学学友会報道部　東北大学新聞

    2022年1月22日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  12. 東北大，単結晶の欠陥制御で最低熱伝導率達成

    OPTRONICS ONLINE

    2021年5月12日

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  13. 東北大など、化学的圧力で単結晶の欠陥を制御して最低熱伝導率を達成

    日本経済新聞社　日経電子版

    2021年5月11日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  14. 亜鉛アンチモン化合物、100時間加熱でクラック解消 東北大

    日刊工業新聞社　日刊工業新聞

    2021年4月16日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  15. 東北大など、熱電変換材の性能50倍 システム実現に道

    日刊工業新聞社　日刊工業新聞

    2020年12月29日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  16. 東北大、熱を伝えにくい単結晶で電気を流しやすくすることに成功

    日本経済新聞社　日経電子版

    2020年12月24日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  17. 東北大ら，単結晶の熱電変換材料を開発

    OPTRONICS ONLINE

    2020年2月26日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  18. 高い熱電変換効率を有する単結晶熱電変換材料の開発手法を確立――熱利用のエネルギーハーベスティングの実用化に寄与 東北大

    fabcross for エンジニア

    2020年2月26日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  19. 東北大、高効率の単結晶熱電変換材料の開発手法を創出

    日本経済新聞社　日経電子版

    2020年2月25日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  20. FMアップルウェーブ ゴゴナビ!! リフレッシュ理科教室生中継

    FMアップルウェーブ

    2018年

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

  21. 工作や実験 大好き 市科学館 子ども理科教室

    中日新聞日曜朝刊 愛知県版

    2017年

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  22. 排熱を電力へ、熱電変換材料で2倍の出力因子実現

    EE Times Japan

    2016年

    メディア報道種別: インターネットメディア

  23. マンガンケイ化物系熱電変換材料で、従来比2倍の出力を実現

    日経テクノロジーonline

    2016年

    メディア報道種別: インターネットメディア

  24. 東北大学、車の排熱など無駄な熱を電気エネルギーに換える熱電発電モジュールの実現が視野に

    PC Watch

    2016年

    メディア報道種別: インターネットメディア

  25. 発電量を2倍に、排熱を電力に変換する新材料

    スマート ジャパン

    2016年

    メディア報道種別: インターネットメディア

  26. 出力因子従来比約2倍のマンガンケイ化物系熱電変換材料、高温未利用熱エネルギーの活用へ

    fabcross for エンジニア

    2016年

    メディア報道種別: インターネットメディア

  27. 磁石の力にわくわく 仙台・中野小 応用物理学会が理科教室

    河北新報

    2013年

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  28. 被災小学校で理科教室

    NHK宮城

    2013年

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

  29. 物理学者が被災小学校で理科教室

    仙台放送

    2013年

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

  30. 東北大、マンガン・ケイ素製の多層型熱電デバイスの試作品を展示

    日経テクノロジーonline

    2012年

    メディア報道種別: インターネットメディア

  31. 排熱から電気 変換効率40倍

    日経産業新聞

    2012年

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その他 4

  1. 機能性無機・有機材料の電子状態および熱・電気輸送特性の計算

  2. 焦電発電材料の開発

  3. 近赤外光太陽電池材料の開発

  4. 無機・有機熱電変換材料の開発