Motohiro Tomita 研究室

主宰者：Motohiro Tomita
早稲田大学

AI 要約（直近 5 年の研究成果）

冨田研究室では、廃熱を電気に変換する熱電変換素子の開発と性能向上に取り組んでいます。シリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を使用して、ナノスケールの微小な発電素子を設計・製造し、その電気出力特性を測定・評価しています。特に、基板上に直接素子を配置する構造（キャビティフリー構造）を採用することで、効率的な熱流制御を実現しています。 素子の性能を向上させるため、複数のアプローチから研究を進めています。材料面では、シリコンにスズやゲルマニウムを混ぜた合金を検討し、熱伝導率を低下させながら電気特性を維持する組成の最適化を行っています。設計面では、p型とn型の半導体層の幅や厚さの比率を工夫し、電気的インピーダンスを合わせることで発電能力を高めています。さらに、動作温度や基板電圧の制御による性能改善についても検討を進めています。 これらの研究を支援するため、分光分析やシミュレーション技術も活用しています。X線散乱実験により、材料内の原子振動（フォノン）の性質を直接観測し、熱伝導を支配する物理メカニズムを理解しています。同時に、分子動力学計算を用いて、材料の微視的構造と熱電特性の関係を解析しています。これらの知見を統合することで、次世代の高性能な熱電発電素子の実現を目指しています。

※ AI（Claude）が、公開されている論文要旨から研究の問い・手法・主要な発見を事実情報として抽出・再構成して自動生成しています。誤りを含む可能性があるため、正確性は研究室公式情報でご確認ください。

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