熱電材料は、これまで利用されずに捨てられていた熱を電気へ直接変換できることから、省エネルギー技術として期待されています。しかし、熱電材料の性能は材料そのものだけで決まるわけではありません。電極の材質や構造、周囲への熱の逃げ方（熱リーク）も性能に大きな影響を与えます。
これまでの研究では、温度や電気的な状態が十分に安定した後に求められる無次元性能指数（zT）の評価が中心であり、熱電現象が時間とともに形成される過程や、材料・電極・熱リークがそれぞれどのような役割を果たしているのかは十分に理解されていませんでした。熱電材料には、温度差から電気を生み出す働きだけでなく、逆に電流を流すことで熱を一方から他方へ運ぶ働き（ペルチエ効果）もあります。本研究では、この性質を利用する時間領域インピーダンス分光法（TDIS）に着目しました。TDISでは、熱電材料に一定の電流を急に流し始め、その後、電気抵抗が安定するまでの時間変化を測定します。
埼玉大学大学院理工学研究科 長谷川靖洋准教授の研究グループは、本研究において、時間領域インピーダンス分光法（TDIS）の時間応答を理論的に解析し、熱電材料・電極・熱リークを統一的に扱える新しい理論的枠組みを構築しました。さらに、時間応答が共通の法則（スケーリング則）に従うことを明らかにし、熱電システム全体を理解・設計するための理論的基盤を示しました。
この成果は、高性能な熱電材料の探索だけでなく、電極構造や熱設計を含めた熱電デバイス全体の最適化や、高精度な性能評価への応用が期待されます。本論文は2026年7月30日に Journal of Applied Physics に掲載され、編集部が特に優れた論文として選ぶFeatured Article に選出されました。