2023 Fiscal Year Final Research Report

Active thermal transport control by carrier tuning in van der Waals materials

Research Project

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Project/Area Number	20KK0087
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
Research Institution	Kyoto University (2021-2023) Nagoya University (2020)
Principal Investigator	Hirotani Jun 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80775924)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大町遼名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 講師 (60711497) 杉目恒志近畿大学, 理工学部, 講師 (60716398) 劉麗君大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (80809195) 山中真仁大阪大学, 大学院工学研究科, 特任准教授(常勤) (90648221)
Project Period (FY)	2020-10-27 – 2024-03-31
Keywords	熱伝導 / サーモリフレクタンス / マキシン / ラマン分光 / キャリア輸送
Outline of Final Research Achievements	As a result of international joint research on thermal measurement technology and carrier transport, we significantly improved the accuracy of frequency-domain thermoreflectance in thermal measurement technology. We have conducted joint research on the influence of differences in measurement methods between time-domain thermoreflectance and frequency-domain thermoreflectance by measuring standard samples such as diamond, SiC Si, and glass substrate. Regarding carrier transport, we have conducted a theoretical study on thermal conduction in atomic layer materials and nanomaterials such as MXenes. We established an international collaboration basis for further in-depth international joint research on the correlation between thermal conduction phenomena and heat transport carriers.
Free Research Field	電子工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	熱は我々の生活の衣食住関わる重要なものであり、Siを使った半導体分野においては微細化の進展にともないプロセスノードがさらに小さくなるにつれて発熱密度が上昇しており、SiCやGaNなどのワイドバンドギャップ半導体材料を使ったパワーデバイスなどでも発熱問題は解決すべき重要課題となっている。国際共同研究で取り組んだ熱計測技術と原子層材料に関するキャリア輸送についての研究成果は、熱を効率よく利用する技術開発に大きく貢献することが期待できるため、天然資源の乏しい日本において重要な基礎技術開発を行うことができた。今後、国際共同研究で得られた成果を国際的に幅広く利活用することが期待できると考えられる。