| 研究課題/領域番号 |
16H04282
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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 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
宮崎 康次 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (70315159)
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| 研究分担者 |
高尻 雅之 東海大学, 工学部, 教授 (50631818)
田中 三郎 日本大学, 工学部, 講師 (30713127)
トランシャン ローラン 九州工業大学, 大学院工学研究院, 特任助教 (50754785)
矢吹 智英 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70734143)
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| 研究協力者 |
加藤 邦久
ヤン ロングウィ
レノア ベルトラン
ボルツ セバスチャン
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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 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2016年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 界面熱抵抗 / 有効熱伝導率 / 熱電変換 / フォノン / 熱伝導率測定 / 薄膜 / 第一原理計算 / サーモリフレクタンス法 / 熱伝導 / ハイブリッド材料 / 熱伝導率 / 有機ー無機コンポジット / 有機－無機コンポジット / ナノマイクロ熱工学 |
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| 研究成果の概要 |
Bi2Te3微粒子にPEDOT:PSSを混ぜインクとし，印刷した薄膜の熱伝導率を測定したところ，従来の予測式では説明できない小さい値が得られた．この低減メカニズムを調べるため， PEDOT:PSS-Bi2Te3の有機－無機材料界面に着目した．PEDOT:PSSとBi2Te3の積層薄膜を生成し，その全熱抵抗を3オメガ法で測定することで界面に存在する界面熱抵抗を得た．有機－無機材料の界面熱抵抗は，無機－無機材料の界面熱抵抗よりも10倍ほど高く，さらに測定された界面熱抵抗を用いて塗布薄膜の有効熱伝導率に換算したところ，測定された低い熱伝導率を定量的に説明でき，熱伝導率予測手法を確立した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱電モジュールを印刷技術で生成できた場合，従来の手法と比較して大幅な低コスト化が期待できる．これまでにPEDOT:PSSとBi2Te3を混合して印刷する手法で熱電モジュールを生成できることも示してきたが，モジュールの高い特性に直結している低い熱伝導率の発現メカニズムが不明確であった．本研究を通して，そのメカニズムが明らかになっただけでなく，新しい材料の組み合わせについても有効熱伝導率を見積もる手法を提案した成果は学術的に意義深く，本生成手法が実用化された際には熱電モジュールの低価格化につながるため，その社会的な意義も大きい．
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