利用短程有序阐明新材料设计原理 - 提出使用同步加速器辐射和第一原理计算的热电材料设计指南 -

V体育/日本产业技术综合研究所

点

● 从结构态和电子态两个方面阐明半赫斯勒热电材料(*1)性能提高的机理
●明确短程有序（SRO）（*2）提高亚稳态固溶体稳定性的机制
●|提出了积极利用短程有序的新材料设计原理，除了热电材料外，有望广泛应用于半导体、磁性材料、催化剂等功能材料

总结

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术语表

(*1) Half Heusler热电材料
一种具有称为半霍斯勒结构的晶体结构的热电材料。由于它具有很高的将热能转化为电能的能力，并且具有优异的耐热性和机械强度，因此有望应用于余热发电，将工厂和汽车排放的未使用的热量回收为电能。

(*2) 短期指令 (SRO)
在固溶体中，原子通常被认为是随机排列的，但实际上，在几个原子的范围内，存在局部规律性，其中某些元素倾向于靠近或远离。这种局部原子排列称为短程有序（SRO）。近年来，短程有序因其对材料稳定性、电子态和传热等产生重大影响而引起人们的关注。

(*3) 同步辐射X射线衍射(SR-XRD)
一种利用同步加速器辐射设施产生的极亮 X 射线高精度分析晶体结构的方法。可以高精度测量普通实验室 X 射线难以检测到的小晶格应变和晶体结构变化。

(*4) 硬X射线光电子能谱(HAXPES)
一种分析方法，通过测量用高能硬X射线照射材料所发射的电子来研究材料内部的电子状态和化学键状态。由于它可以分析比普通光电子能谱深几十纳米的区域，因此可以高精度评估材料内部的电子结构。

(*5) 第一性原理计算 (DFT)
一种基于量子力学的模拟方法，无需使用经验参数即可计算原子和电子的行为。它可以从理论上预测材料的稳定性、电子态和原子排列，广泛应用于新材料的设计。

论文信息

论文标题：亚稳态 p 型 TiNiSn-HfNiSn 固体溶液中增强热电性能的结构和电子起源
作者姓名：Takumi Seido、Hidetoshi Miyazaki、Ryusei Inden、Yoichi Nishino、Masashi Mikami
出版杂志名称：材料学报
发布日期：2026 年 7 月 28 日
DOI：https://doiorg/101016/jactamat2026122605
网址：

研究支持

这项研究得到了以下研究设施、研究基金和补助金的支持。
●大型同步辐射装置SPring-8的同步辐射X射线衍射实验
　BL02B2 和 BL19B2
（作业编号：2022A1544、2023B1901、2024A1577、2024A1578、2024B1672）
●大型同步辐射装置SPring-8的硬X射线光电子能谱实验
BL09XU
（作业编号：2019B1644、2022A1546、2022B1665、2023A1928、2023B1904、2024A1578）
●日本学术振兴会科学研究补助金
基础研究（C）（项目编号：JP23K04358）
基础研究（B）（项目编号：JP24K01146）
●国立自然科学院、分子科学研究所、计算科学研究中心
　（作业编号：25-IMS-C338、26-IMS-C072）
●内藤纪念科学基金会
●日本板硝子材料工程资助基金会
●永井科学技术基金会
●日本金属学会公益社团法人
●国家研究开发公司新能源和产业技术开发组织（NEDO）
　清洁能源领域创新技术国际联合研发项目“创新型高性能温差发电装置及先进评价技术国际联合研发”（项目编号：JPNP20005）

联系信息

＜研究相关事宜＞
V体育物理与工程系
宫崎秀俊副教授
电话：052-735-5394 电子邮件：宫崎[在]nitechacjp

产业技术综合研究所多材料研究部
首席研究员三上雄二
电话：050-3522-7714 电子邮件：m-mikami[在]aistgojp

<公共关系相关事宜>
V体育企划公关科
电话：052-735-5647 电子邮件：pr[在]admnitechacjp

产业技术综合研究所品牌公关部新闻发布室
电子邮件：hodo-ml[在]aistgojp

*请将每个 [at] 替换为 @。