2025/05/12 更新

写真a

ナカヤ　マサト
中谷　真人
NAKAYA Masato
所属
大学院工学研究科 エネルギー理工学専攻 エネルギー材料工学 准教授
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 エネルギー理工学科
職名
准教授

学位 1

  1. 博士（工学） （ 2010年3月   大阪大学 ） 

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研究キーワード 8

  1. ナノクラスター科学

  2. 表面科学

  3. ナノエレクトロニクス

  4. 分子科学

  5. 分子エレクトロニクス

  6. 光電変換材料

  7. 熱電変換材料

  8. 環境発電

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現在の研究課題とSDGs 3

  1. ナノ空材料を用いた大気中二酸化炭素の固定化と有効利用

  2. ナノ空間材料を用いた工業廃液中の希少金属資源リサイクル

  3. フラーレンと金属酸化物の複合化による柔らかく高性能な熱電材料の開発

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経歴 9

  1. 慶應義塾大学 理工学部 特任講師（兼務）   特任講師

    2014年4月 - 2014年9月

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    国名：日本国

  2. 独立行政法人 科学技術振興機構 ERATO中嶋ナノクラスター集積制御プロジェクト 研究員   研究員

    2011年4月 - 2014年9月

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    国名：日本国

  3. 慶應義塾大学 理工学部 特任助教（兼務）   特任助教

    2011年4月 - 2014年3月

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    国名：日本国

  4. 独立行政法人 物質・材料研究機構 NIMSポスドク研究員   研究員

    2010年4月 - 2011年3月

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    国名：日本国

  5. 独立行政法人 物質・材料研究機構 NIMS研究員   研究員

    2008年4月 - 2010年3月

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    国名：日本国

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学歴 3

  1. 大阪大学   工学研究科

    2002年4月 - 2006年3月

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    国名： 日本国

  2. 福井大学   工学研究科   電子工学専攻

    2000年4月 - 2002年3月

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    国名： 日本国

  3. 福井大学   工学部   電子工学科

    1996年4月 - 2000年3月

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    国名： 日本国

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所属学協会 4

  1. ナノ学会   正会員

    2015年4月 - 現在

  2. 一般社団法人 日本物理学会   会員

    2005年7月 - 現在

  3. 公益社団法人 日本表面科学会   会員

    2004年9月 - 現在

  4. 公益社団法人 応用物理学会   会員

    2000年6月 - 現在

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委員歴 5

  1. 日本表面真空学会   2023年度学術講演会現地実行委員  

    2023年12月   

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    団体区分：学協会

  2. 日本原子力学会   原子力学会2023年度秋季大会現地実行委員  

    2023年9月   

  3. 日本原子力学会中部支部   支部幹事  

    2019年4月 - 2021年3月   

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    団体区分：学協会

  4. 公益社団法人日本表面真空学会   会誌編集員  

    2017年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

  5. 公益社団法人日本表面真空学会 中部支部   支部役員  

    2015年2月 - 現在   

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受賞 4

  1. 2020年度 日本液晶学会賞 論文賞A部門

    2020年8月   一般社団法人日本液晶学会   Columnar Liquid Crystals from a Giant Macrocycle Mesogen

    河野慎一郎、宗宮伸弥、中谷真人、尾上順、田中健太郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

    https://jlcs.jp/2020/08/12007

  2. 平成23年度 ナノプローブテクノロジー奨励賞

    2012年4月   日本学術振興会 ナノプローブテクノロジー第167委員会  

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    受賞国：日本国

  3. 第25回応用物理学会講演奨励賞

    2009年3月   応用物理学会  

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    受賞国：日本国

  4. Award for best presentation at IRC-NIMS summer school

    2005年7月   IRC and NIMS  

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    受賞国：日本国

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論文 59

  1. High-performance and anomalous thermoelectric properties of organic-inorganic nanocomposites consisting of fullerene molecules and molybdenum trioxide nanoclusters 査読有り Open Access

    Masato Nakaya, Shun Yamamoto, Takuya Kawai, Jun Onoe

    Carbon   241 巻   頁： 120374 - 120374   2025年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120374

    DOI： doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120374

    Open Access

  2. Electrical Conduction Mechanism of Gels and Films Formed by Self-Assembled Elastin-Like Polypeptide Nanofibers: Implications for Tissue Regeneration 査読有り

    Shibata, R; Islam, MZ; Takahashi, R; Nakaya, M; Onoe, J; Sugawara-Narutaki, A

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   8 巻 ( 10 ) 頁： 5141 - 5148   2025年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acsanm.4c07314

    Web of Science

  3. Structures, fundamental properties, and potential applications of low-dimensional C<sub>60</sub> polymers and other nanocarbons: a review 査読有り 国際共著 Open Access

    Onoe, J; Noda, Y; Wang, Q; Harano, K; Nakaya, M; Nakayama, T

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS   25 巻 ( 1 )   2024年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/14686996.2024.2346068

    Open Access

    Web of Science

    PubMed

  4. Localized surface plasmon resonances of size-selected large silver nanoclusters (<i>n</i>=70-100) soft-landed on a C<sub>60</sub> organic substrate 査読有り

    Inoue, T; Mizoguchi, K; Tokita, M; Shibuta, M; Nakaya, M; Eguchi, T; Nakajima, A

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   26 巻 ( 23 ) 頁： 16597 - 16602   2024年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/d4cp01151a

    Web of Science

    PubMed

  5. Micro-/macroscopic and density functional studies of the interactions between molybdenum trioxide and C<sub>60</sub> molecule 査読有り

    Nakaya, M; Kawai, T; Watanabe, S; Onoe, J

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   158 巻 ( 5 ) 頁： 054701-1 - 054701-7   2023年2月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/5.0134207

    Web of Science

    PubMed

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論文の先頭へ▲

講演・口頭発表等 135

  1. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御による希少金属元素のリサイクル：(2) Rh収着率向上の理論解析

    北河康隆, 本城一樹, 高島将吾, 柴田果歩, 原田茉依, 中谷真人, 尾上 順

    日本化学会第105回春季年会  2025年3月26日  公益社団法人日本化学会

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：関西大学千里山キャンパス   国名：日本国  

  2. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御による希少金属元素のリサイクル：(3) Pdの高選択・高効率回収

    中谷真人、北河康隆、尾上 順

    日本化学会第105回春季年会  2025年3月26日  公益社団法人日本化学会

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：関西大学千里山キャンパス   国名：日本国  

  3. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御による希少金属元素のリサイクル：(1) イントロダクトリー

    尾上 順, 中谷真人, 北河康隆

    日本化学会第105回春季年会  2025年3月26日  公益社団法人日本化学会

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：関西大学千里山キャンパス   国名：日本国  

  4. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御によるセシウムイオンの選択回収

    中谷真人、Bold Nairamdakh、尾上 順

    第72回応用物理学会春季学術講演会  2025年3月15日  公益社団法人応用物理学会

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：千葉県野田市およびオンライン   国名：日本国  

  5. Thermoelectric properties of organic-inorganic nanocomposites consisting of fullerene molecules and metal oxide nanoclusters 招待有り 国際会議

    Mini-Symposium on Advanced Nanomaterials  2025年3月13日 

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：University of Bordeaux   国名：フランス共和国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 4

  1. π共役系分子を構成要素とする高性能フレキシブル熱電材料の創製法の開発

    2020年4月 - 2021年3月

    池谷科学技術振興財団 2020年度 単年度研究助成A 

    中谷真人

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    資金種別：競争的資金

  2. ラーレン分子間結合の制御による高性能フレキシブル熱電材料の開発

    2019年1月 - 2019年12月

    一般財団法人熱・電気エネルギー技術財団 第26回研究助成 

    中谷真人

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    資金種別：競争的資金

  3. フラーレン低次元重合体の高性能熱電変換素子への応用

    2018年4月 - 2019年3月

    公益財団法人近藤記念財団研究助成金 

    中谷真人

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    資金種別：競争的資金

  4. 光電変換機能を有する分子ナノシステムのボトムアップ構築

    2016年4月 - 2017年3月

    第24回 公益財団法人立松財団 一般研究助成 

    中谷真人

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    資金種別：競争的資金

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科研費 4

  1. ナノクラスター固体型高性能熱電材料の溶液原料を用いたボトムアップ創製法の開発

    研究課題/研究課題番号：23H01708  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中谷 真人

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：18980000円 （ 直接経費：14600000円 、 間接経費：4380000円 ）

    近年，電子機器は「周辺に配置するモノ」から「人間が装着するモノ」に変貌しようとしており，このような人体装着型素子の実現と普及は，モノのインターネットを基盤とする近未来の安心・安全な社会を実現するための鍵である。ヒトの体温から電力を取り出す高性能熱電変換素子は，様々な人体装着型素子のワイヤレスで電池レスな電源としての利用価値が高い．本研究では，フラーレン分子と金属酸化物ナノクラスターを溶液中で複合化させることで「ナノクラスター集積固体」と呼ばれる新材料群を創製し，高性能熱電変換素子を大量生産するための基盤技術を開発する．

  2. ナノクラスター固体型高性能熱電材料の溶液原料を用いたボトムアップ創製法の開発

    研究課題/研究課題番号：23K26401  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中谷 真人

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：18980000円 （ 直接経費：14600000円 、 間接経費：4380000円 ）

    近年，電子機器は「周辺に配置するモノ」から「人間が装着するモノ」に変貌しようとしており，このような人体装着型素子の実現と普及は，モノのインターネットを基盤とする近未来の安心・安全な社会を実現するための鍵である。ヒトの体温から電力を取り出す高性能熱電変換素子は，様々な人体装着型素子のワイヤレスで電池レスな電源としての利用価値が高い．本研究では，フラーレン分子と金属酸化物ナノクラスターを溶液中で複合化させることで「ナノクラスター集積固体」と呼ばれる新材料群を創製し，高性能熱電変換素子を大量生産するための基盤技術を開発する．
    本研究では、フラーレンと金属酸化物ナノクラスターからなる複合薄膜を溶液原料から作製する方法論を開発し高性能熱電材料へ応用することを目的としている。2023年度は、試料作製のための設備の準備や基礎データの取得および評価方法の検討を進めた。
    N-メチル-2-ピロリドンを溶媒としてフラーレン粉末を溶解させることでフラーレン原料溶液を調製し、これを雲母基板へドロップキャストおよびスピンコートすることでフラーレン薄膜を作製した。スピンコート法では、試料全面（1.5 cm×2.5 cm）に均一な薄膜を形成できたが、電気特性および熱電特性の計測に必要な厚さ（約100 nm以上）の薄膜を形成することは困難であることが分かったので、今後はよりフラーレンの溶解度が大きな溶媒を使用した高濃度フラーレン溶液を原料とした製膜が必要である。また、多段階ドロップキャスト法により成膜した場合は、電気特性および熱電特性の測定が可能な薄膜を作製することができた。この方法では、膜厚の均一性が劣るものの乾燥プロセスの高速化などで改善できる可能性を見出した。また、金属酸化物ナノクラスターの原料溶液として三酸化モリブデンからなるポリオキソメタレート(POM)を形成する準備も進めた。今後は、適切なPOM溶液をフラーレン溶液と混合させ、混合溶液をドロップキャスト／スピンコートすることで複合膜を作製する方法を検討する。
    さらに、複合薄膜の構造および化学状態の評価方法としてX線吸収微細構造分光法（XAFS）を検討した。三酸化モリブデンとフラーレンの真空共蒸着法によって複合膜を作製しXAFS測定を行ったところ、サイズ約1 nmの三酸化モリブデンナノクラスターがフラーレン薄膜中に分散しP型ドーパントとして機能していることを示す結果が得られた。今後はXAFSを溶液原料から作製した複合薄膜の評価方法として利用する。
    本研究では、フラーレンと金属酸化物ナノクラスターからなる複合薄膜を溶液原料から作製する方法論を開拓し高性能熱電材料群の開発に資することを目的としている。2023年度はフラーレン溶液および金属酸化物ナノクラスター溶液の調製・準備を進めた。N-メチル-2-ピロリドンを溶媒としてフラーレン粉末を溶解させることでフラーレン原料溶液を調製し、これを雲母基板上へ多段階ドロップキャストすることで電気特性および熱電特性の計測が可能な薄膜を形成できることを見出した。金属酸化物ナノクラスターの原料溶液として三酸化モリブデンからなるポリオキソメタレート(POM)を形成する準備も進めた。また、真空蒸着法で作製した複合膜をX線吸収微細構造分光法（XAFS）で評価したところ、サイズ約1 nmの三酸化モリブデンナノクラスターがフラーレン薄膜中に分散しP型ドーパントとして機能していることを示す結果が得られた。この知見は、溶液原料から作製した複合薄膜内部の金属酸化物ナノクラスターの構造および化学状態を評価する方法としてもXAFSが有効であり、XAFSを活用することで、優れた熱電特性を示す複合膜の作製条件を効率的に探索できることを示している。
    以上から本年度は、当初の研究計画と照らし合わせて良好な進捗が得られたものと考えられる。
    フラーレンと金属酸化物ナノクラスターからなる複合薄膜を溶液原料から作製する方法論を開拓するために、2024年度は下記の2種類の方法を基にした複合膜形成を本格化し、複合薄膜の構造、電気特性、および熱電特性の評価を進める。
    （1）金属酸化物をターゲットとしたマグネトロンスパッタによってイオン液体内へ金属酸化物ナノクラスターを分散させ金属酸化物ナノクラスター溶液を作製し、フラーレンが溶解した有機溶媒と混合させることで原料溶液の作製を目指す。
    （2）モリブデンやタングステンの酸素酸の脱水縮合反応によりナノクラスター［ポリオキソメタレート(POM)］を溶液中で合成できることが知られており、水を溶媒とする場合は、POMのサイズや構造を溶液のpH、濃度、溶液温度などで制御可能である。この知見を利用して、金属酸化物ナノクラスター含有溶液を液相合成によって調製し、フラーレン溶液と混合させることで原料溶液を作製することも並行して進める。
    以上の混合溶液を基板上へドロップキャスト/スピンコートすることで複合薄膜を作製し、ドメイン構造や分子配列構造を原子間力顕微法および走査トンネル顕微法によって分子スケールで詳しく調べる。熱電特性の評価については、これまで研究代表者らは、薄膜上に幅数μm間隔で形成した金属電極を局所加熱することで, 薄膜試料のゼーベック係数をマイクロスケール評価することに成功しており、本研究でもこの方法を利用することで薄膜のゼーベック係数を評価する。また、X線吸収微細構造分光法（XAFS）によって複合膜中の金属酸化物の化学状態や配位構造を調べると共に、 膜中に分散した金属酸化物ナノクラスターとフラーレンとの電子的相互作用を紫外光電子分光法（UPS）によって系統的に明らかにする。

  3. 炭素－金属酸化物ナノクラスター集積固体の創製と高性能熱電材料への応用

    研究課題/研究課題番号：20H02463  2020年4月 - 2023年3月

    独立行政法人日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中谷 真人

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：18330000円 （ 直接経費：14100000円 、 間接経費：4230000円 ）

    近年，電子機器は“周辺に配置するモノ”から“ヒトが身に着けるものモノ”に変貌しようとしており，このような人体装着型素子の実現と普及は，モノのインターネット（IoT）を基盤とする近未来の安心・安全な社会を実現するための鍵とされている。ヒトの体温から電力を取り出す高性能熱電変換素子は，様々な人体装着型素子の独立電源としての利用価値が高い．本研究では，フラーレン分子と金属酸化物ナノクラスターを複合化させることで「ナノクラスター集積固体」と呼ばれる新材料群を創製し，人の体温から電力を取り出すことが可能な柔らかい熱電変換素子を実現することを目的とする．
    C60薄膜は既存の無機熱電材料に比べ数100倍の大きなゼーベック係数を示すため、次世代フレキシブル熱電材料として期待されているが、実用化には出力因子の向上とP型／N型特性の制御が必須である。本研究では、真空共蒸着法によってC60と三酸化モリブデンナノクラスターからなるナノクラスター集積固体薄膜が形成できること、および、この複合薄膜がC60薄膜に比べて約100倍大きな出力因子と高い熱的安定性を示す高性能フレキシブル熱電材料として機能することを世界に先駆けて発見した。この複合薄膜はP型特性を示すが、加熱処理によってN型特性が発現するため、実用的なπ型熱電素子の主構成要素としての有用性も示された。
    炭素ナノクラスター（C60）と三酸化モリブデンナノクラスターから構成されるナノクラスター集積固体薄膜の開発に世界で初めて成功した。このナノクラスター固体は、主構成要素であるC60薄膜と同等の巨大ゼーベック係数を示しつつ1000倍大きな導電性を有するのでC60薄膜に比べて約100倍大きな出力因子を示すことが明らかになった。この複合薄膜では、組成比や加熱処理温度を調整することでゼーベック係数、導電率およびP型／N型特性を制御可能であるので実用的なπ型熱電変換素子への応用にも適しており、近未来のIoT社会を支える人体装着型ワイヤレス電源の実現に資することが期待される。

  4. 機能性分子の分子間結合構造の制御による高性能熱電材料の創製

    研究課題/研究課題番号：19K22049  2019年6月 - 2021年3月

    独立行政法人日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    中谷 真人

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）

    ヒトの体温から電力を取り出す熱電素子は，IoTセンサー用のユビキタス電源等として利用価値が高い．本研究では，高性能でかつ生体にやさしい熱電材料群を創製するために， C60分子同士が共有結合した重合体をボトムアップ構築し，これをモデル材料として，熱電特性の新しい制御法を開発する．さらに，熱電物性のナノスケール評価法を開発するなど，新材料開発と計測技術の革新の両側面から次世代熱電材料の実現へ挑む．
    有機半導体には、ゼーベック係数Sが既存の熱電材料よりも数100倍の大きな材料が報告されており、次世代フレキシブル熱電材料として期待されているが、実用化のためには導電率σの向上が課題である。本研究では、フラーレン（C60）をモデル材料として取り上げ、分子間結合によるSおよびσの制御について研究した。まず、紫外可視光照射や電子線照射による分子間結合制御および薄膜試料の熱電特性評価を真空一貫で行う装置を開発した。これを利用して、C60分子同士を［2+2］環化付加反応によって連結すると、C60薄膜の大きなS値をほぼ保持しながらσが約20倍まで増加し、出力因子が向上することを見出した。
    有機半導体の示す巨大ゼーベック係数S（S > 数10 mV/K）を保持しつつ、導電率σを向上させることができれば、柔らかく高性能な熱電素子への応用が拓かれる。分子薄膜のσを向上させる手法としては、不純物添加によるキャリアドープがより一般的であるものの、この方法では、σの増加と共にS値の著しい減少が起きる。本研究では、分子間結合の形成によって、分子薄膜の巨大Sを保持しながらσを向上させることに初めて成功した。この方法論を様々な有機半導体へ応用することでＳとσが共に優れた値を示す高性能熱電材料の創製へと道が拓かれる。

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産業財産権 4

  1. セシウム収着装置, セシウム収着システムおよびセシウム収着方法

    尾上　順, 中谷真人

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    出願人：名古屋大学

    出願番号：特願2024-151798  出願日：2024年9月

  2. パラジウムイオンの分離方法

    尾上　順, 中谷真人, 杉山　崇

    　詳細を見る

    出願人：名古屋大学、中部電力株式会社

    出願番号：特願2024-128192  出願日：2024年8月

  3. 固体素子構造とそれを使用した電気・電子素子及び電気・電子機器

    中山知信, 中谷真人, 塚本茂, 青野正和

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    特許番号/登録番号：特許登録第5205670号  登録日：2013年3月 

    出願国：国内  

  4. 記録媒体とそれを用いた記録装置、情報の記録及び消去方法

    中谷真人, 中山知信, 青野正和

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    特許番号/登録番号：特許登録第5493210号  登録日：2014年3月 

    出願国：国内  

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担当経験のある科目 (本学) 16

  1. 基礎セミナーＡ

    2021

  2. エネルギー理工学基礎特論

    2020

  3. エネルギー理工学輪講B

    2020

  4. エネルギー理工学輪講A

    2020

  5. 卒業研究B

    2020

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社会貢献活動 7

  1. 第23回日本表面真空学会中部支部学術講演会 実行委員

    役割：企画,　運営参加・支援

    日本表面真空学会中部支部  第23回 日本表面真空学会中部支部学術講演会  2023年12月

  2. 2023年日本表面真空学会学術講演会 現地実行委員

    役割：企画,　運営参加・支援

    日本表面真空学会  2023年度学術講演会  2023年10月 - 2023年11月

  3. 日本原子力学会2023年度秋の大会 現地実行委員

    役割：運営参加・支援

    日本原子力学会  日本原子力学会2023年度秋の大会  2023年9月

  4. 第22回日本表面真空学会中部支部学術講演会 実行委員

    役割：企画,　運営参加・支援

    日本表面真空学会中部支部  2022年12月

  5. 2022年度日本表面真空学会中部支部研究会 実行委員

    役割：企画,　運営参加・支援

    日本表面真空学会中部支部  2022年度日本表面真空学会中部支部研究会  2022年11月

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学術貢献活動 2

  1. 日本原子力学会中部支部支部幹事

    役割：企画立案・運営等

    日本原子力学会中部支部  2019年4月 - 2020年3月

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    種別：学会・研究会等 

  2. 公益社団法人日本表面真空学会中部支部 支部役員

    役割：企画立案・運営等

    日本表面真空学会中部支部  2015年2月 - 現在

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    種別：学会・研究会等 

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