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
-
2017年4月 - 現在
-
2014年4月 - 現在
-
2012年5月 - 2019年3月
-
2015年4月 - 2017年9月
学歴
3-
1989年4月 - 1992年3月
-
1987年4月 - 1989年3月
-
1983年4月 - 1987年3月
主要な委員歴
29-
2017年4月 - 現在
-
2015年10月 - 現在
-
2011年7月 - 現在
-
2016年1月 - 2024年3月
-
2019年10月 - 2023年9月
-
2014年12月 - 2015年11月
-
2005年4月 - 2007年3月
受賞
7-
2016年9月
-
2003年10月
-
2000年12月
論文
198-
Defect and Diffusion Forum 439 291-304 2025年2月20日 査読有り
-
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.
-
Journal of Chemical Engineering of Japan 56(1) 2222757 2023年12月31日 査読有り
-
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>
-
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-
宇宙環境利用シンポジウム 第32回: 平成29年度 = Space Utilization Research, Vol. 32 2017: Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium (32) 2018年1月第32回宇宙環境利用シンポジウム (2018年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000117003レポート番号: M-02
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宇宙環境利用シンポジウム 第32回: 平成29年度 = Space Utilization Research, Vol. 32 2017: Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium (32) 2018年1月第32回宇宙環境利用シンポジウム (2018年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000117004レポート番号: M-03
-
宇宙環境利用シンポジウム 第32回: 平成29年度 = Space Utilization Research, Vol. 32 2017: Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium (32) 2018年1月第32回宇宙環境利用シンポジウム (2018年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000117005レポート番号: M-04
-
宇宙環境利用シンポジウム 第32回: 平成29年度 = Space Utilization Research, Vol. 32 2017: Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium (32) 2018年1月第32回宇宙環境利用シンポジウム (2018年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000117022レポート番号: G-17
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International Journal of Microgravity Science and Application (Web) 34(1) 2017年
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International Journal of Microgravity Science and Application (Web) 34(1) 2017年
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International Journal of Microgravity Science and Application (Web) 34(1) 2017年
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理論応用力学講演会 講演論文集 64 OS7-5 2017年<p>InGaSb crystals have been grown on the International Space Station using a GaSb (feed) / InSb / GaSb (seed) sandwich-structured sample. To shed light on the experimental results, numerical simulations were carried out to investigate the transport phenomena and mechanisms during the dissolution process of InGaSb crystal under zero-gravity. Simulation results showed that the dissolution lengths of feed and seed crystals were determined by the temperature along the seed interface. The results also indicate a 3 K temperature difference between the inside growth ampoule and the outside cartridge.</p>
-
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 72(1) 2571-2571 2017年<p>観測ロケットおよび航空機で得られる微小重力環境を利用し、ガス中蒸発法によりアルミナナノ粒子を作製した。干渉計や赤外分光光度計で、過飽和ガスからアルミナのナノ粒子が生成する過程をその場観察した結果について報告する。</p>
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宇宙環境利用シンポジウム 第31回: 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium (31) 2017年1月第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 13名資料番号: SA6000061008レポート番号: SUS31-M01
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宇宙環境利用シンポジウム 第31回: 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium (31) 2017年1月第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000061010レポート番号: SUS31-M03
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宇宙環境利用シンポジウム 第31回: 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium (31) 2017年1月第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000061011レポート番号: SUS31-M04
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宇宙環境利用シンポジウム 第31回: 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium (31) 2017年1月第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000061013レポート番号: SUS31-M06
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宇宙環境利用シンポジウム 第31回: 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium (31) 2017年1月第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 14名資料番号: SA6000061014レポート番号: SUS31-M07
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INTERNATIONAL JOURNAL OF MICROGRAVITY SCIENCE AND APPLICATION 34(1) 340111-1-340111-12 2017年 招待有りThe manuscript reviews the microgravity experiments carried out onboard the International Space Station (ISS) to study the effects of gravity and orientation on the dissolution and growth properties of InGaSb ternary alloys. To study the effect of gravity, similar growth experiments were conducted under microgravity and normal gravity conditions. The effect of orientation was studied by the growth of InGaSb from (111)A and (111)B faces of GaSb (Ga and Sb faces) under microgravity onboard the ISS. The experimental results revealed that the growth rate was higher with better quality of crystal under microgravity than normal gravity. A model was proposed to explain the higher dissolution of GaSb (111)B than (111)A direction under microgravity. The higher growth rate of InGaSb from GaSb (111)B was found to be because of its higher dissolution of GaSb(111)B feed.
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International Journal of Microgravity Science and Application 34(1) 340110-340110 2017年 招待有りThe purpose of "Alloy Semiconductor" experiment is to make clear the factors for crystal growth of a high-quality bulk alloy semiconductor by investigating (1) solute transport in liquid and (2) surface orientation dependence of growth kinetics under microgravity and terrestrial conditions. The temperature gradient furnace onboard "Kibo" is used for the growth of an InxGa1-xSb bulk crystal which is a potential substrate material of optoelectronic devices such as thermo-photo-voltaic cells and gas sensors, since the bang gap and the lattice constant of the crystals are tuned by adjusting the composition. The space experiment is briefly summarized in view of the past history from preparation for the flight.
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宇宙環境利用シンポジウム 第31回: 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium 34(31) 340112-340112 2017年1月 招待有り第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000061019レポート番号: SUS31-G04
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International Journal of Microgravity Science and Application 34(1) 340113-340113 2017年 招待有りTotal of four SiGe crystal growth experiments by the traveling liquidus-zone (TLZ) method have successfully been performed aboard the "Kibo" in 2013 and 2014. Results show that the TLZ method is a powerful method for growing compositionally uniform mixed crystals. On the ground, convection in a melt stops crystal growth and long crystals are difficult to be grown, while in microgravity long and large homogeneous crystals are grown in the diffusion limited regime. Step temperature change by 1 ℃ during crystal growth resulted in interface marking and growth rates in the axial and radial directions were measured precisely. Growth conditions for achieving radial uniformity were obtained. Growth instability at the initial stage was made clear, which was observed in microgravity for the first time. It is shown that convection in a melt has a merit of avoiding such instability.
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応用物理学会学術講演会講演予稿集 2016.2 3048-3048 2016年9月1日
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116(50) 55-59 2016年5月19日
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第16回宇宙科学シンポジウム 講演集 = Proceedings of the 16th Space Science Symposium 2016年1月第16回宇宙科学シンポジウム (2016年1月6日-7日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000046242レポート番号: S4-005
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宇宙環境利用シンポジウム 第30回: 平成27年度 = Space Utilization Research, Vol. 30 2015: Proceedings of The Thirtieth Space Utilization Symposium (30) 2016年1月第30回宇宙環境利用シンポジウム (2016年1月19日-20日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000048035レポート番号: G-31
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大気球シンポジウム: 平成27年度 = Balloon Symposium: 2015 2015年11月大気球シンポジウム 平成27年度(2015年11月5-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000044010レポート番号: isas15-sbs-010
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宇宙環境利用シンポジウム 第29回: 平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium (29) 42-43 2015年1月第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000035020レポート番号: ISAS-SUR29-S15
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宇宙環境利用シンポジウム 第29回: 平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium (29) 44-47 2015年1月第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 13名資料番号: SA6000035021レポート番号: ISAS-SUR29-S16
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宇宙環境利用シンポジウム 第29回: 平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium (29) 48-52 2015年1月第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 11名資料番号: SA6000035022レポート番号: ISAS-SUR29-S17
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JSAP Annual Meetings Extended Abstracts 2014.2 3104-3104 2014年9月1日
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JSAP Annual Meetings Extended Abstracts 2014.2 3276-3276 2014年9月1日
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)
-
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