新しい横型熱電変換材料MoSi₂を発見～磁場不要で高い熱電変換効率を実現、熱流センサーへの応用に期待～(大学院理工学研究科 佐藤 芳樹助教 共同研究)

2026/2/3

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要旨とポイント

• 二ケイ化モリブデン（MoSi₂）が磁場を必要としない、新規の横型熱電変換材料であることを発見しました。
• 室温で8 μV/Kという、高い横型熱電能を達成し、特に低温領域では他の材料を上回る性質を実証しました。
• 工業材料として広く使われているMoSi₂が、横型熱電材料として活用できる可能性を示したことで、熱電変換技術のさらなる発展が期待されます。

概要

東京理科大学大学院 創域理工学研究科 先端物理学専攻の眞子 日佳里氏（2024年度 修士課程修了）、大隅 翔也氏（修士課程2年）、東京理科大学 創域理工学部 先端物理学科の吉田 章吾助教、岡崎 竜二准教授、埼玉大学 大学院理工学研究科 物質科学部門の佐藤 芳樹助教の共同研究グループは、横型熱電変換材料の候補物質として、MoSi₂（二ケイ化モリブデン）を新たに見出し、磁場を必要としない理想的な横型熱電材料であることを実証しました。

熱電変換とは、熱と電気を相互に変換可能な技術であり、排熱を利用したエネルギー創製や、熱流センシングなどにすでに活用されています。熱電変換には、縦型と横型があり、横型熱電変換は温度差と起電力の大きさを独立して制御可能な新規技術である一方、候補となる材料が限られていました。

本研究グループはMoSi₂が結晶軸方向によって電気伝導の極性が異なる「軸依存伝導極性」であることを発見し、第一原理計算によりそのメカニズムを明らかにしました。また、横型熱電効果の測定を行ったところ室温で8 μV/Kという、他材料に匹敵する高い特性を得ることができました。

MoSi₂は工業材料として広く使われている材料であり、化学的安定性と耐熱性をもちます。本研究成果は、横型熱電変換の応用を強く推し進めるものと期待されます。

本研究成果は、2025年12月29日に国際学術誌「Communications Materials」にオンライン掲載されました。

論文情報

• 佐藤　芳樹｜埼玉大学研究者総覧