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内包分子によるカーボンナノチューブの熱伝導性の変調現象に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H06722
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関東京大学

研究代表者

児玉 高志  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (10548522)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードナノスケール伝熱 / カーボンナノチューブ / 分子内包効果 / 単一ナノ構造材料 / マイクロ/ナノ加工 / 原子間力顕微鏡 / 電子線描画 / フラーレン / フォノンエンジニアリング / 熱電変換材料 / マイクロ・ナノ加工 / ナノチューブ・フラーレン / マイクロ・ナノデバイス / ナノスケール熱伝導 / 熱電変換 / 熱工学 / ナノ構造材料
研究成果の概要

申請者は前所属機関のスタンフォード大学において、独自の微細加工技術を開発してカーボンナノチューブ(CNT)がフラーレンの内包によって約50%の熱伝導率の低下など熱伝導性が変調されることを初めて実験により明らかにした。本研究では、現所属機関で同様の実験を行うために不可欠な電気計測システムの構築や試験用のサスペンションデバイスの製作を通じて微細加工技術の習得を行った。また、東京大学の塩見教授や志賀助教、大西特任研究員と共同で分子シミュレーションを行い、申請者の事前実験で観察されたフラーレン内包によるCNTの熱伝導性変調は、CNT分子に加えられた周期的な歪みに由来することが明らかとなった。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Modulation of thermal and thermoelectric transport in individual carbon nanotubes by fullerene encapsulation2017

    • 著者名/発表者名
      Kodama Takashi、Ohnishi Masato、Park Woosung、Shiga Takuma、Park Joonsuk、Shimada Takashi、Shinohara Hisanori、Shiomi Junichiro、Goodson Kenneth E.
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 16 号: 9 ページ: 892-897

    • DOI

      10.1038/nmat4946

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal Conduction across Metal-Dielectric Sidewall Interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      W. Park, T. Kodama, J. Park, J. Cho, A. Sood, M. Barako, M. Asheghi, K. E. Goodson
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 9 号: 35 ページ: 30100-30106

    • DOI

      10.1021/acsami.7b06567

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phonon Conduction in Silicon Nanobeam Labyrinths2017

    • 著者名/発表者名
      W. Park, G. Romano, E. Ahn, T. Kodama, J. Park, M. Barako, J. Sohn, S. J. Kim, J. Cho, A. Marconnet, M. Asheghi, A. M. Kolpak, K. E. Goodson
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06479-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phonon conduction in silicon nanobeams2017

    • 著者名/発表者名
      W. Park, D. Shin, S. J. Kim, J. Katz, J. Park, C. H. Ahn, T. Kodama, M. Asheghi, T. Kenny, K. E. Goodson
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 110 号: 21 ページ: 213102-213102

    • DOI

      10.1063/1.4983790

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ナノデバイスを利用した単一ナノ構造材料の面内熱伝導率計測2018

    • 著者名/発表者名
      児玉高志
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TUNING INTERFACIAL THERMAL CONDUCTANCE IN NANO-SILICA- BASED THERMAL INSULARTORS2017

    • 著者名/発表者名
      Masanao Obori, Takashi Kodama, James Cannon, Nobuhiro Shinohara, Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Micro and Nano Technology (ISMNT)
    • 発表場所
      九州大学,福岡県
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンナノチューブの熱電特性に及ぼす結晶性乱れの影響2017

    • 著者名/発表者名
      大西 正人,児玉 高志,志賀 琢磨,塩見 淳一郎
    • 学会等名
      2017年 第64回 応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of interfacial heat transport between silica nanoparicles by silane coupling method2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kodama, M. Obori, N. Shinohara, J. Canon, J. Shiomi
    • 学会等名
      The 9th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単一ナノ構造体の熱伝導率計測デバイスの量産技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      児玉高志, Kenneth E. Goodson
    • 学会等名
      第38回日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シランカップリング法によるシリカ粒子界面の熱輸送制御と断熱材への応用2017

    • 著者名/発表者名
      児玉高志, 大堀真直, 篠原伸広, ジェームスカノン, 塩見淳一郎
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶シリコン薄膜の面内熱伝導率の厚さ依存性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      手島健志, 児玉高志, 柏木誠, 志賀拓麿, 塩見淳一郎
    • 学会等名
      第38回日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自己ジュール発熱法を用いた孤立単層カーボンナノチューブの熱伝導率測定2017

    • 著者名/発表者名
      新行将也, 大塚慶吾, 井ノ上泰輝, 児玉高志, 千足昇平, 塩見淳一郎, 丸山茂夫
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自己ジュール発熱を利用した半導体ナノ材料の熱伝導率測定法の検証2017

    • 著者名/発表者名
      手島健志, 児玉高志, 塩見淳一郎
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ballistic Phonon Conduction in Silicon Nanobeam Labyrinths2017

    • 著者名/発表者名
      W. Park, J. Yeo, E. Ahn, T. Kodama, J. Park, M. Barako, J. Sohn, M. Asheghi, K. E. Goodson
    • 学会等名
      Materials Research Society (MRS) Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of thermoelectric properties of carbon nanotubes using defects and strain2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ohnishi, T. Kodama, T. Shiga, J. Shiomi
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of thermoelectric properties of carbon nanomaterials2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ohnishi, T. Kodama, T. Shiga, J. Shiomi
    • 学会等名
      Materials Research Society (MRS) Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TUNING INTERFACIAL THERMAL CONDUCTANCE IN NANO-SILICA- BASED THERMAL INSULARTORS2016

    • 著者名/発表者名
      Masanao Obori, Takashi Kodama, James Cannon, Nobuhiro Shinohara, Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016 (MNST 2016)
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス,東京都
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン系熱複合材料の作製と性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      桐谷絵美,三浦飛鳥,児玉高志,塩見淳一郎
    • 学会等名
      第37回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      岡山国際交流センター, 岡山県
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 単一ナノ構造材料の基板上熱伝導率計測手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      児玉高志,Kenneth E. Goodson
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟県
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] フォノンエンジニアリング第2章 第4節 "単一ナノ構造材料の熱伝導計測"2017

    • 著者名/発表者名
      児玉高志
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435097
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2019-03-29  

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