2018 Fiscal Year Annual Research Report
Atomistic study of strain effects on phonon thermal transport in nanowires
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16K18082
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
服部 淳一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (80636738)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フォノン / 熱輸送 / 熱伝導 / ひずみ / 応力 / ナノワイヤ / 量子細線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノワイヤにおけるフォノン熱輸送とひずみの関係解明に向けて、研究期間の最終年度である今年度はこれまでに得られた知見や開発した技術を結集して研究に取り組み、2件の学会発表を果たした。
一つは、無限長シリコン・ナノワイヤにおける動径方向の一様ひずみの影響に関するものである。前年度までに明らかにした軸方向のひずみと同様、ナノワイヤの熱輸送能力は圧縮ひずみで上昇し、引っ張りひずみで低下することが分かった。また、こうした影響を調べる中で、ナノワイヤを不動原子から成る型に入れた上で原子配置を最適化するという、ナノワイヤに動径方向のひずみを導入する簡便な方法を開発した。
もう一つの学会発表は、有限長シリコン・ナノワイヤにおける軸方向の一様ひずみの影響に関するものである。無限長の場合と同じく有限長の場合にも、ナノワイヤの熱輸送能力はひずみによって変化する。ただし、変化の様子はナノワイヤの両端に接続する熱浴の構造によって異なり、普遍的な法則を導くまでには至らなかった。ここで採用した非平衡グリーン関数法では、熱浴の構造にまで注意を払う必要があり、ナノワイヤの熱輸送能力の評価に適した構造の探索が今後の課題に挙げられる。
なお、国際学会「15th International Conference on Flow Dynamics (ICFD)」では、ナノワイヤにおけるフォノン熱輸送に関する研究代表者のこれまでの研究について講演を依頼され、本研究の成果についても発表した。
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