基本情報
- 所属
- 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 学際科学研究系 教授 (研究主幹)総合研究大学院大学 物理科学研究科 宇宙科学専攻 教授
- 学位
- 博士(工学)(1992年3月 東京大学)
- 研究者番号
- 50249934
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0002-2845-9636
- J-GLOBAL ID
- 200901018824285220
- researchmap会員ID
- 1000144502
宇宙環境の特性を利用した物質科学研究を通して地球上のみならず宇宙空間における物質の変化を探求しています。具体的には、観測ロケット・国際宇宙ステーションなど宇宙飛翔体による微小重力、遠心機による過重力、強磁場など様々な環境を利用して、凝固・結晶成長の素過程の解明、環境相中の輸送現象の解明と制御、新しい材料プロセスの開発に取り組んでいます。
研究分野
5経歴
14-
2021年6月 - 現在
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2017年4月 - 現在
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2014年4月 - 現在
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2012年5月 - 2019年3月
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2015年4月 - 2017年9月
学歴
3-
1989年4月 - 1992年3月
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1987年4月 - 1989年3月
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1983年4月 - 1987年3月
主要な委員歴
29-
2017年4月 - 現在
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2015年10月 - 現在
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2011年7月 - 現在
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2016年1月 - 2024年3月
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2019年10月 - 2023年9月
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2014年12月 - 2015年11月
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2005年4月 - 2007年3月
受賞
7-
2016年9月
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2003年10月
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2000年12月
論文
198-
Defect and Diffusion Forum 439 291-304 2025年2月20日 査読有り
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ACS Applied Materials and Interfaces 16(35) 46433-46441 2024年9月4日 査読有り最終著者Materials with enhanced electron and reduced phonon transport properties are preferred for thermoelectric applications. The defect engineering process can optimize the interrelated electron and phonon transport properties to enhance thermoelectric performance. As the influence of various crystalline defects on the functional properties of materials is diverse, it is crucial to scale, optimize, and understand them experimentally. With this perspective, crystalline defects in InGaSb ternary alloys were engineered and their influence on the thermoelectric properties was studied experimentally. Crystalline defects such as point defects, dislocations, and compositional segregations were induced in In0.95Ga0.05Sb crystals by the addition of excess constituent elements, In, Ga, or Sb. The addition of excess Ga increased point defects, whereas excess Sb reduced dislocation densities. The thermoelectric figure of merit value (ZT) of In0.95Ga0.05Sb+Ga0.02 was recorded to be 0.87 at 573 K, which is the highest among other reported values of III-V semiconductors. The collective interactions of compositional segregations, point defects, and dislocations with electrons and phonons enhanced the ZT in this study.
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Journal of Chemical Engineering of Japan 56(1) 2222757 2023年12月31日 査読有り
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Frontiers in Microbiology 14 1253436 2023年12月 査読有り<jats:p>Planetary protection is a guiding principle aiming to prevent microbial contamination of the solar system by spacecraft (forward contamination) and extraterrestrial contamination of the Earth (backward contamination). Bioburden reduction on spacecraft, including cruise and landing systems, is required to prevent microbial contamination from Earth during space exploration missions. Several sterilization methods are available; however, selecting appropriate methods is essential to eliminate a broad spectrum of microorganisms without damaging spacecraft components during manufacturing and assembly. Here, we compared the effects of different bioburden reduction techniques, including dry heat, UV light, isopropyl alcohol (IPA), hydrogen peroxide (H<jats:sub>2</jats:sub>O<jats:sub>2</jats:sub>), vaporized hydrogen peroxide (VHP), and oxygen and argon plasma on microorganisms with different resistance capacities. These microorganisms included <jats:italic>Bacillus atrophaeus</jats:italic> spores and <jats:italic>Aspergillus niger</jats:italic> spores, <jats:italic>Deinococcus radiodurans</jats:italic>, and <jats:italic>Brevundimonas diminuta</jats:italic>, all important microorganisms for considering planetary protection. <jats:italic>Bacillus atrophaeus</jats:italic> spores showed the highest resistance to dry heat but could be reliably sterilized (i.e., under detection limit) through extended time or increased temperature. <jats:italic>Aspergillus niger</jats:italic> spores and <jats:italic>D. radiodurans</jats:italic> were highly resistant to UV light. Seventy percent of IPA and 7.5% of H<jats:sub>2</jats:sub>O<jats:sub>2</jats:sub> treatments effectively sterilized <jats:italic>D. radiodurans</jats:italic> and <jats:italic>B. diminuta</jats:italic> but showed no immediate bactericidal effect against <jats:italic>B. atrophaeus</jats:italic> spores. IPA immediately sterilized <jats:italic>A. niger</jats:italic> spores, but H<jats:sub>2</jats:sub>O<jats:sub>2</jats:sub> did not. During VHP treatment under reduced pressure, viable <jats:italic>B. atrophaeus</jats:italic> spores and <jats:italic>A. niger</jats:italic> spores were quickly reduced by approximately two log orders. Oxygen plasma sterilized <jats:italic>D. radiodurans</jats:italic> but did not eliminate <jats:italic>B. atrophaeus</jats:italic> spores. In contrast, argon plasma sterilized <jats:italic>B. atrophaeus</jats:italic> but not <jats:italic>D. radiodurans</jats:italic>. Therefore, dry heat could be used for heat-resistant component bioburden reduction, and VHP or plasma for non-heat-resistant components in bulk bioburden reduction. Furthermore, IPA, H<jats:sub>2</jats:sub>O<jats:sub>2</jats:sub>, or UV could be used for additional surface bioburden reduction during assembly and testing. The systemic comparison of sterilization efficiencies under identical experimental conditions in this study provides basic criteria for determining which sterilization techniques should be selected during bioburden reduction for forward planetary protection.</jats:p>
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Journal of Materials Science: Materials in Electronics 34(19) 1480 2023年7月 査読有り最終著者Thermoelectric materials with optimum carrier concentration of the order of 1019–1020/cm3 are required to obtain a high figure of merit (ZT) value. As undoped In0.8Ga0.2Sb has a lower carrier concentration (~1016/cm3), Te impurity was doped between low (1 × 1018/cm3) and high level (1 x 1021/cm3) to understand the effects of doping on its thermoelectric properties. The undoped and Te-doped In0.8Ga0.2Sb crystals retained cubic zinc blende crystal structure irrespective of heavy doping of Te element. In addition to the optical phonon vibrational modes, acoustic phonon modes were also present when the doping concentration exceeded 1 × 1018/cm3. The carrier concentration in Te-doped In0.8Ga0.2Sb crystals were varied in the range 1018–1020/cm3. Te-doped In0.8Ga0.2Sb with concentration 1 × 1018/cm3 was recorded a higher power factor because of its lower resistivity and higher mobility than other crystals. The ZT of Te-doped In0.8Ga0.2Sb (1 × 1018/cm3) was higher than other samples at 300–450 K. This study revealed that the optimum Te dopant concentration to enhance the ZT value of InxGa1−xSb is 1 x 1018/cm3 for optimizing its properties toward mid-temperature thermoelectric applications.
MISC
281-
宇宙利用シンポジウム: 第27回: 平成22年度 = Space Utilization Research, Vol. 27 2011: Proceedings of The Twenty-seventh Space Utilization Symposium 27th(27) 47-50 2011年3月第27回宇宙利用シンポジウム (2011年1月24日-25日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり資料番号: AA0065129019
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電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料 110(30) 33-38 2010年5月6日InGaSb混晶半導体の溶解と成長に対する重力効果を明らかにするために、GaSb-InSb-GaSbサンドイッチ構造試料を用いて、中国回収衛星による微小重力環境下実験と1G環境下における地上参照実を行った。また、溶液中の濃度分布を重力レベルの関数として数値解析した。1G下では結晶成長界面形状が重力方向に末広りとなり、重力偏析が起こるのに対して、微小重力下では成長界面形状は平行となり、半径方向の濃度分布は均一となった。また、X線透過法による半導体溶液の濃度分布測定により、低温側のGaSbが高温側のGaSbよりもInSb融液に溶解しやすいことが示された。これらの結果は、重力に起因した溶質対流が混晶半導体の溶解過程と成長過程に影響をもたらすことを示している。
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 26th(26) 2010年2月第26回宇宙利用シンポジウム(2010年1月25日-26日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)形態: カラー図版あり共催: 日本学術会議資料番号: AA0064730033
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 26th(26) 2010年2月第26回宇宙利用シンポジウム(2010年1月25日-26日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)形態: カラー図版あり共催: 日本学術会議資料番号: AA0064730002
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 26th(26) 2010年2月第26回宇宙利用シンポジウム(2010年1月25日-26日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)形態: カラー図版あり共催: 日本学術会議著者人数: 12人資料番号: AA0064730027
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 26(4) 363-363 2009年10月19日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 26(4) 369-369 2009年10月19日
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電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料 109(24) 43-47 2009年5月7日We introduce a growth technique to grow homogeneous In_xGa_<1-x>Sb ternary bulk crystal and a method to measure the composition profiles in the InGaSb solution. In_xGa_<1-x>Sb bulk crystal was grown on a GaSb seed under a constant temperature gradient using a GaSb (seed)/InSb/GaSb (feed) sandwich sample. During growth, heat pulse technique was applied to estimate the growth rate. Homogeneous In_<0,03>Ga_<0.47>Sb crystal was grown by cooling the sample at an optimized value estimated by the temperature gradient and the growth rate. It was also demonstrated that the X-ray penetration method was a good method to measure the composition profiles in the solution.
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 27th(25) 35-38 2009年3月第25回宇宙利用シンポジウム(2009年1月14日-15日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)資料番号: AA0064297076
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 25th(25) 2009年3月第25回宇宙利用シンポジウム(2009年1月14日-15日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)形態: カラー図版あり資料番号: AA0064297079
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 25th(25) 2009年3月第25回宇宙利用シンポジウム(2009年1月14日-15日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)形態: カラー図版あり資料番号: AA0064297089
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 56th(25) 2009年3月第25回宇宙利用シンポジウム(2009年1月14日-15日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)資料番号: AA0064297093
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 8(08-005) 1-24 2009年3月現在JAXA では,高々度気球からの自由落下を利用した微小重力実験装置の開発が進められている.この装置の特徴は,独特の二重殻構造を持つ点にあり,気球からの自由落下中に,内側の実験部を機体内部で浮遊させることで,30 秒から60 秒の良質な微小重力環境が得られる.落下中の機体姿勢制御,および実験部と機体内壁の隙間制御用に,合計16 基の50N 級コールドガスジェットスラスタが搭載されている.本稿では,微小重力実験装置用に開発されたガスジェットスラスタの設計と,その地上性能試験結果,飛行試験による実証結果について示す.
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 25(4) 726-726 2008年10月30日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 25(4) 728-728 2008年10月30日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 25(4) 729-729 2008年10月30日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 25(4) 787-787 2008年10月30日
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宇宙利用シンポジウム 第24回 平成19年度 = Space Utilization Research: Proceedings of the Twenty-fourth Space Utilization Symposium 24th 41-42 2008年3月資料番号: AA0063706006
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Proc. 7th China-Japan Workshop on Microgravity Sciences 65 2008年
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Proceeding of The 7th China-Japan Workshop on Microgravity Sciences 65-65 2008年
書籍等出版物
12-
The international academy of astronautics(IAA) 2010年 (ISBN: 9782917761090)
講演・口頭発表等
555-
14th Asian Microgravity Symposium 2024年12月4日 Indian Micro-gravity society
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日本マイクログラビティ応用学会 第36回学術講演会 2024年9月12日 日本マイクログラビティ応用学会
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日本マイクログラビティ応用学会 第36回学術講演会 2024年9月11日 日本マイクログラビティ応用学会 招待有り
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The 20th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids (DSL2024) 2024年6月25日 Prof. Andreas ÖchsnerBest POSTER AWARD First Place
担当経験のある科目(授業)
4-
2020年1月 - 現在有人宇宙学 (京都大学)
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宇宙環境利用工学特論 (総合研究大学院大学)
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航空宇宙材料特論 (芝浦工業大学)
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C言語 (東京農工大学)
Works(作品等)
1共同研究・競争的資金等の研究課題
36-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2020年4月 - 2025年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽) 2019年6月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 2019年4月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究 2016年4月 - 2019年3月
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日本学術振興会 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究 2016年4月 - 2018年3月
産業財産権
3-
製鋼、金属鋳造・精錬、及び半導体作製技術などの分野において好適に用いることのできる、導電性融液中の拡散係数計測方法及び拡散係数計測装置
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Two conductive solid materials with their respective different compositions are joined in parallel with a gravity direction thereof, and then, heated and melted under static magnetic field orthogonal to the gravity direction to form two conductive melts with their respective different compositions. Then, the conductive melts are maintained for a predetermined period of time under the static magnetic field, and cooled and solidified.
学術貢献活動
5-
パネル司会・セッションチェア等JSASS (オンライン) 2022年2月26日 - 2022年3月4日