Elucidation of thermal transport across interface based on heat flux at single-atom scale
| Project/Area Number |
19K14909
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 19020:Thermal engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 熱流束 / 界面熱輸送 / １原子スケール / 固液界面 / 非平衡分子動力学 / エネルギー輸送 / 界面熱抵抗 / 界面 / 熱輸送 / 原子・分子スケール |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，１原子スケールの局所空間で熱流を検出する解析技術の確立を行い，１原子スケールで検出された熱流が界面熱輸送状態に及ぼす影響の解明を行うことを目的とする． まず，１原子スケールの局所空間における熱流（局所熱流）を確立した解析技術に基づき算出する．そして，液体と固体の界面において，固体表面原子の配置や種類，液体分子種，熱力学的条件(温度勾配)の変更等を行うことにより，種々の条件下における局所熱流の特性を界面領域において特定する．そして，局所熱流の特性が巨視的な界面熱輸送に及ぼす影響を定量的に評価する．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to elucidate effects of the heat flux at single-atom scale on a macroscopic thermal transport across a solid-liquid interface. Classical molecular dynamics analysis was conducted for a solid-liquid interfacial system with atomic-scale structures. Developing a technique to calculate heat flux at singe-atom scale, this study revealed a relationship between the heat flux at single-atom scale and the macroscopic thermal transport across a solid-liquid interface.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では１原子のスケールに着目して原子スケールの表面固体構造近傍の熱流束を算出している．古典的な描像ではあるが，表面固体原子近傍の熱流束の描像は原子スケールの熱流の経路を視覚的に理解可能とするものであり，学術的価値だけでなく社会的な意義もあると考えられる．また構築した１原子スケールの熱流の解析技術に基づきマクロスケールの熱流との関連性を明らかにする方法論の構築は特に学術的価値が高いと考えられる．
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
