• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

次世代エレクトロニクス熱物性の計測技術基盤

研究課題

研究課題/領域番号 17H03186
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

高橋 厚史  九州大学, 工学研究院, 教授 (10243924)

研究分担者 李 秦宜  九州大学, 工学研究院, 助教 (60792041)
生田 竜也  九州大学, 工学研究院, 技術専門職員 (70532331)
西山 貴史  福岡大学, 工学部, 助教 (80363381)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード2次元材料 / 熱伝導率 / 界面熱抵抗 / ラマン分光法 / ラマン分光 / 2次元材料 / ナノマイクロ熱工学
研究成果の概要

2次元材料とその積層構造の熱物性について、ラマン分光法をもとに計測法を新規開発するとともに、従来のT字型熱センサ法を改良するなどの実験的研究を行った。T型法では3次元数値解析を併用してフッ化グラフェンの熱伝導率の計測精度を向上させ、スポットサイズ変化ラマン分光法の開発によってWS2単層膜が基板に支持された状態では懸架状態に比べて熱伝導率が大きく劣化することを明らかにした。また、レーザーフラッシュラマン分光法をMoS2へ応用したり、グラフェンナノリボンの熱電性能計測にも成功した。さらに、グラフェン上のナノオーダーの厚さの気相についてもAFMを用いて多くの知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代のエレクトロニクスでは2次元材料とそのヘテロ構造が期待されているが、それらの熱物性は不明なことが多く正確な熱設計ができない原因となっている。本研究では各種2次元材料単体およびそれらを基板上に積層させた構造の熱伝導特性を計測可能な新規手法の開発に成功し、将来の2次元材料応用における基盤的知見となる熱工学的成果を得た。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Purdue University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Tsinghua University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Tsinghua University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Frequency-domain Raman method to measure thermal diffusivity of one-dimensional microfibers and nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Li, Qin-Yi; Takahashi, Koji; Zhang, Xing;
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 134 ページ: 539-546

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.01.057

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Water Confined in Hydrophobic Cup-Stacked Carbon Nanotubes beyond Surface-Tension Dominance2019

    • 著者名/発表者名
      Li Qin-Yi、Matsushita Ryo、Tomo Yoko、Ikuta Tatsuya、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 10 号: 13 ページ: 3744-3749

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.9b00718

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of thermal transport in an individual carbon nanofiber by focused ion beam irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Narasaki Masahiro、Li Qin-Yi、Ikuta Tatsuya、Miyawaki Jin、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 153 ページ: 539-544

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2019.07.056

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adsorbed gas layers limit the mobility of micropancakes2019

    • 著者名/発表者名
      Teshima Hideaki、Takata Yasuyuki、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 号: 7 ページ: 071603-071603

    • DOI

      10.1063/1.5113810

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Thermoelectric Performance of As-Grown Suspended Graphene Nanoribbons2019

    • 著者名/発表者名
      Q.-Y. Li, T. Feng, W. Okita, Y. Komori, H. Suzuki, T. Kato, T. Kaneko, T. Ikuta, X. Ruan, K. Takahashi
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 13 号: 8 ページ: 9182-9189

    • DOI

      10.1021/acsnano.9b03521

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Variable-spot-size laser-flash Raman method to measure in-plane and interfacial thermal properties of 2D van der Waals heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Li, Qin-Yi; Zhang, Xing; Takahashi, Koji;
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 125 ページ: 1230-1239

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective thermal rectification in suspended monolayer graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Haidong Wang, Xing Zhang, Hiroshi Takamatsu, Koji Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Heat Transfer Conference

      巻: 1 ページ: 22210-22210

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Heater assisted Raman method to measure interfacial thermal conductance in van der Waals heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Qinyi Li, Koji Takahashi, Xing Zhang
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Heat Transfer Conference

      巻: 1 ページ: 21756-21756

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental study of thermal rectification in suspended monolayer graphene2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Haidong、Hu Shiqian、Takahashi Koji、Zhang Xing、Takamatsu Hiroshi、Chen Jie
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 15843-15843

    • DOI

      10.1038/ncomms15843

    • 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] Measurement of specific heat and thermal conductivity of supported and suspended graphene by a comprehensive Raman optothermal method2017

    • 著者名/発表者名
      Li Qin-Yi、Xia Kailun、Zhang Ji、Zhang Yingying、Li Qunyang、Takahashi Koji、Zhang Xing
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 30 ページ: 10784-10793

    • DOI

      10.1039/c7nr01695f

    • 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] Experimental study on thermal conductivity of free-standing fluorinated single-layer graphene2017

    • 著者名/発表者名
      Narasaki Masahiro、Wang Haidong、Nishiyama Takashi、Ikuta Tatsuya、Takahashi Koji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 111 号: 9 ページ: 093103-093103

    • DOI

      10.1063/1.5001169

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザーフラッシュラマン分光法によるMoS2薄膜の熱拡散率計測2019

    • 著者名/発表者名
      赤山直哉、李秦宜、吾郷浩樹、高橋厚史、河野正道
    • 学会等名
      第40回日本熱物性シンポジウム、長崎市
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 欠陥を有するカーボンナノファイバーのMEMSセンサによる熱計測2019

    • 著者名/発表者名
      楢崎将弘, 李秦宜, 宮脇仁, 生田竜也, 高橋厚史
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム、徳島市
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンリボンの熱伝導計測及びサイズ効果2019

    • 著者名/発表者名
      李秦宜, 高橋厚史
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム、徳島市
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of thermal contact resistance between individual carbon fibers using a transient Raman mapping method2019

    • 著者名/発表者名
      Qin-Yi Li, Koki Katakami, Tatsuya Ikuta, Xing Zhang, Koji Takahashi
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Micro and Nano Technology (ISMNT-7), Qingdao, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Record-high thermoelectric performance of graphene2019

    • 著者名/発表者名
      Qin-Yi Li, Toshiaki Kato, Xiulin Ruan, Koji Takahashi
    • 学会等名
      The 12th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC2019), Xi'an, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective thermal rectification in suspended monolayer graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Haidong Wang, Xing Zhang, Hiroshi Takamatsu, Koji Takahashi
    • 学会等名
      The 16th International Heat Transfer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heater assisted Raman method to measure interfacial thermal conductance in van der Waals heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Qinyi Li, Koji Takahashi, Xing Zhang
    • 学会等名
      The 16th International Heat Transfer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanomaterials and Nanobubles for Heat Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Takahashi
    • 学会等名
      The 6th UK Japan Engineering Education League Workshop 2018, 3-5 September 2018, Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2次元材料とヘテロ構造の熱物性を計測する周波数領域ラマン分光法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      李秦宜, 高橋厚史, 張興
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非定常ラマン光熱法とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      李秦宜,張興,高橋厚史
    • 学会等名
      第39回日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 幅40nmの懸架されたグラフェンナノリボンの熱伝導率計測2018

    • 著者名/発表者名
      小森陽平, 李秦宜, 大北若奈, 加藤俊顕, 高橋厚史
    • 学会等名
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous measurement of thermal contact resistance between individual carbon fibers and their thermal diffusivity using a laser-flash Raman mapping method2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Katakami, Qinyi Li, Tatsuya Ikuta, Koji Takahashi
    • 学会等名
      3rd Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC) March 4-7, 2018, Ft. Lauderdale, FL, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual-mode Raman method to measure in-plane and interfacial thermophysical properties of 2D van der Waals heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Li Q Y, Zhang X, Takahashi K.
    • 学会等名
      2017 MRS Spring Meeting. Apr. 17-21, 2017, Phoenix, Arizona, US.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ化単層グラフェンの熱伝導率計測2017

    • 著者名/発表者名
      楢崎将弘、王海東、生田竜也、西山貴史、高橋厚史
    • 学会等名
      第54回伝熱シンポジウム. 2017年5月24日-26日,大宮
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2次元材料のヘテロ構造の熱物性を計測するデュアルモードラマン分光法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      李 秦宜, 張 興, 高橋 厚史
    • 学会等名
      第54回伝熱シンポジウム. 2017年5月24日-26日,大宮
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Dual-mode Raman method to measure thermal transport properties of 2D materials and van der Waals heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Li Q Y, Zhang X, Takahashi K.
    • 学会等名
      The 9th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena, July 2-5, 2017, Tokyo, Japan.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal Transport of Fluorinated Single-Layer Graphene2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Narasaki, Haidong Wang, Tatsuya Ikuta, Takashi Nishiyama, Koji Takahashi
    • 学会等名
      The 9th World Conference on Experimental Heat Tranfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, 13th June, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Approach to Control the Thermal Conductivity of Single-Layer Graphene by Fluorination2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Narasaki, Haidong Wang, Yasuyuki Takata, Tatsuya Ikuta, Koji Takahashi
    • 学会等名
      International Mechanical Engineering Congress and Exposition, 8th November, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi