| 研究課題/領域番号 |
16H04274
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)
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| 研究分担者 |
志賀 拓麿 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10730088)
内田 健一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, グループリーダー (50633541)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2016年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 熱工学 / フォノンエンジニアリング / 熱輸送制御 / 熱伝導スペクトル |
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| 研究成果の概要 |
まず，原子レベルからフォノンの波動性を評価する理論・数値解析手法を開発し，ナノワイヤージャンクションや重いナノ粒子の析出によって，フォノン波の共鳴を誘起し，フォノン輸送を遮断することができることを示した．次に，フォノンスペクトル制御によって，熱伝導率の温度依存性の符号を反転できること示した．また，粒径が数nmのナノ多結晶体の熱伝導率の計測と解析を行い，フォノンの平均自由行程が究極的に低減されることを示した．さらに，これらの知見をもとに，熱伝導スペクトル全体を階層的に制御する熱電材料を開発した．加えて，多結晶系においてフォノンドラッグによるゼーベック係数と熱伝導率サイズ依存性を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
フォノンの波動的特性の理解とそれを利用した熱輸送制御，高付加価値の熱伝導物性の実現のためのフォノンスペクトル制御，フォノンドラッグに着目した電子物性との独立制御の３項目について得られた成果は，従来よりも高度な制御原理を利用した，より付加価値の高い熱輸送制御性を示すものである．加えて，いずれも基礎原理まで深めた解析を伴っていることから，基礎に根付いたフォノンエンジニアリングの学術的な進展に寄与した．フォノン伝導性能は最も重要な熱機能の1つであり，熱エネルギー輸送はもとより，蓄熱における放熱・再生速度や，熱電変換における温度勾配（キャリアの駆動力）を決定するため，様々な応用への発展も見込まれる．
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