本チームでは、中性子散乱法やアトムプローブなどの最先端材料評価技術を磁気冷凍材料に包括的に適用し、巨大磁気熱量効果をはじめとした材料特性の発現機構を明らかとすることで、材料設計の高度化を図っています。

磁気冷凍は、磁性体内部の原子磁石の向きが揃った状態からバラバラになるときに周囲からの熱を奪う現象を利用した冷却技術です。しかし、内部に隠れた極小の原子磁石の向きを調べるには中性子のような特殊な素粒子を使う必要があります。また、原子磁石が乗る原子の分布を知るには、アトムプローブをはじめとした最先端の顕微鏡を上手く用いることが必須となります。そこで、本チームでは、世界最大級の明るさを持つ大強度陽子加速器施設J-PARCの中性子ビームやNIMSが世界に先駆ける微細構造解析設備等を相補的に活用して磁気冷凍材料で起きている現象の背景にあるメカニズムを明らかとし、その知見をもとに磁気冷凍材料の高度化を進めています。こうした根本に立ち返った研究の結果、ホルミウムやエルビウムコバルト化合物で性能を飛躍的に向上させるための材料設計が明らかとなってきています。今後も、磁気冷凍材料のさらなる高度化を目指してこうした研究を発展させていきます。