2012 Fiscal Year Annual Research Report
グラフェン鎖の１次元化によるナノチューブを超える弾道的熱伝導の発現
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23656153
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高橋 厚史 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10243924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
生田 竜也 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (70532331)
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| Keywords | ナノ材料 / 熱伝導率 / １次元材料 |
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| Research Abstract |
ナノワイヤ材料においては構造の１次元性や欠陥の少なさによってフォノンの平均自由行程がバルクに比べて長くなることで熱伝導率が上昇したり熱伝導率の試料長さ依存性が現れる場合がある。この平均自由行程が大幅に長くなる方向へ構造を制御した材料の開発指針を打ち立てることを本研究は目的としている。具体的には、無数のグラフェンがファンデルワールス力によって鎖のように連結したカップスタック型カーボンナノファイバ(CSCNF)を１次元調和振動子へ近づけることでフォノンの平均自由行程の増加を図った。まず、その１次元性を阻害しているアモルファスカーボンを除去する技術の確立を目指しオゾンの効果に着目して実験したところ、エキシマランプからの紫外線で局所的に発生させたオゾンよりもオゾン発生器からの噴射とプローブによる局所加熱を複合させるほうが効果的であることがわかった。このようにして１次元性を高めたCSCNFの熱伝導率の試料長さ依存性を把握するために、イオン液体を用いた実験とタングステンプローブを用いた実験を試みた。結果としては、それぞれ強い濡れ性や弱いファンデルワールス力が実験の精度へ悪影響を与えることが明らかになり、データとしても単層CNTを超える熱伝導率には至っていないが、ナノワイヤ材料の長さ依存性計測技術を大きく進展させることができた。
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