| 研究課題/領域番号 |
17K05032
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
石河 泰明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70581130)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 3次元周期的ナノ構造 / 液体材料 / テンプレート / 液体シリコン / 半導体物性 / 熱工学 / 材料加工・処理 |
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| 研究成果の概要 |
熱電素子の変換効率向上には、半導体内にナノ構造を導入し、それによる熱の伝搬を抑制することが重要である。本研究では、ナノ構造を半導体膜内に簡単に形成する手法を提案し、導入したナノ構造が熱の伝搬に与える影響を検討した。
レーザーを利用したナノ構造形成法により、ＺｎＯやＳｉ半導体膜内に３次元周期的ナノ構造の形成に成功した。また、ＺｎＯ－３次元周期的ナノ構造体の熱伝導率を計測したところ、従来薄膜の２００分の１程度まで熱伝導率が低減できることを見出し、本研究で導入した手法が、熱電素子高効率化に期待できることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
身の回りには利用できていない熱が多量に存在し、かつそれらは廃棄されている。これら廃熱を高効率に再利用する熱電素子を環境にやさしい材料で実現することが求められている。またナノ構造形成には、複雑なプロセスが必要であった。本研究では、環境にやさしいＺｎＯやＳｉ材料を用い、かつ簡単なプロセスで熱電特性の改善が可能なナノ構造形成に成功した。形成したナノ構造は周期的特性を有している。この構造特性が熱電特性の改善に有効であることは理論的には示されていたが、実験的にも本研究で明らかになり、理論的考察の確からしさを支持する結果となった。
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