International Conference on Thermoelectricsは熱電変換技術に関する最大級の国際会議である。今回の40th ICTは第20回ヨーロッパ熱電学会（European Conference on Thermoelectrics）と併せて行われており、ポーランド・クラクフで現地の6月30日から7月4日まで5日間にわたり開催された。発表件数は500件に近く（おおよそ200件の口頭講演と300件のポスター発表）、非常に活発な会議であった。また、欧米出身の講演者が多数だったが、国・地域別に見ると日本の研究者が最も多く、インドや中国などアジア圏の研究者の姿も多く見られた。
今回ICT全体の講演内容に関しては、主として各種熱電材料の実験と理論計算の協奏による物性解明や性能向上への取り組みが際立っていたが、その他にも、機械学習、トポロジカル絶縁体および分光学的な材料評価手法など、研究発表の分野が多岐にわたっていた。今回の国際学会で多様な講演内容を聞き、材料設計と評価にとどまらず、複数の専門分野を融合して新しい科学を創造できることを実感した。
次回のICT/ACT2025は、2025年6月15日-19日に日本仙台で開催される予定である。
私は“Investigation of lattice anharmonicity in Se-doped Bi2Te3 based on temperature-dependent Raman spectroscopy”という題目でポスター発表を行った。SeドープのBi2Te3は、高性能なn型熱電材料としてインターネット光通信レーザーの温度制御などに広く応用されており、その熱電物性はよく調べられている。しかしながらこの機能性材料の低熱伝導率の原因であるフォノン散乱過程に関する実験はほとんど行われていない。私は、Seのドープ量を系統的に変化させたBi2Te3-xSex材料を合成し、ラマン散乱ピークの半値幅の温度依存性の解析から、結晶歪みやSe置換量による格子の非調和振動の変化を詳細に調べた。その結果、3次の非調和項の寄与が支配的である一方、4次以上の非線形的な非調和振動項はほとんど寄与しないことを明らかにした。いままでこの物質の低い熱伝導率は高次の非調和格子振動によるものと考えられていたが、私の実験結果はその考え方に修正をもたらすものであり、より現実的な低熱伝導率の原因の解明につながる重要な成果である。
ICTでは、ラマン散乱分光法に関する報告は本発表1件のみであったため、質問者との議論では本研究の意義や解析手法を中心に行った。もっとも多かった質問は、このような解析手法がBi2Te3以外の材料にも適用できるかということである。私は、既に他の材料に応用した実績があることを述べて、ラマンスペクトルを確認してシグナルが出たら可能であると考えていると説明した。また、Bi2Te3-xSex では4次以上の非調和項がないのは何故かという質問も受けた。これは、格子ポテンシャルはパラボリックの形から外れていくとき、左右非対称の奇関数的（3次的）に変化することを示唆しており、今後第一原理計算などの方法ではっきりさせる必要があると説明した。ほかにも、専門的な議論が多くできたので、後の研究に積極的に活用することを予定している。
今回のICT2024では、上記で述べた私の発表“Investigation of lattice anharmonicity in Se-doped Bi2Te3 based on temperature-dependent Raman spectroscopy”はOutstanding Poster Prizeを受賞することができた。この賞は、およそ300件のポスター発表の中から優れた発表を行った8件の発表者に対して与えられたものである。ポスターセッションでは、本研究の新規性に加え研究内容を聞き手にしっかり伝えたため、多くの国の研究者から自分の材料もラマン散乱分光法で測定を行ってみたいとの話もあったことなどが学会委員会にも高く評価されたものと考える。
また、ICTでは、世界水準の熱電分野の研究者たちが集まっており、最先端の研究成果を共有する絶好の機会である。今回の大会を通じて、ノルウェーの非弾性中性子散乱を扱っているグループの方々とも議論し、実験および第一原理計算による格子非調和振動の評価に関して有益な情報を交換し、お互いの研究に対する理解を深めた。わずか5日間ではあったが、自分の研究成果を世界へ発信し、各国の研究者とのコミュニケーションを深めることができた。
最後に、今回のICTの参加・発表にあたり、多大なご支援をいただいた丸文財団に心より御礼申し上げます。
