| 研究課題/領域番号 |
17K06772
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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 |
金属物性・材料
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| 研究機関 | 京都先端科学大学 (2019)
京都大学 (2017-2018) |
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研究代表者 |
中村 康一 京都先端科学大学, ナガモリアクチュエータ研究所, 教授 (20314239)
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 熱電変換 / ハイエントロピー合金 / 第一原理計算 / デバイス設計 / フォノン物性 / 材料設計シミュレーション / 電子・電気材料 / 物性理論 / マイクロ・ナノデバイス |
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| 研究成果の概要 |
材料のフォノン拡散関連物性値や熱電性能指数を原子レベルの単位格子を与えるだけで非経験的に評価する第一原理シミュレーション手法を確立し、いくつかのハイエントロピー合金系におけるシミュレーションを実行してこれらの熱電変換関連物性を予測した。
得られた予測物性値をパラメータとして、有限要素法に基づいてナノワイヤを用いた熱電変換デバイスの設計・最適化を行った。
シミュレーションで取り扱った系について、検証のための関連実験も国際共同研究として行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
任意の材料系に対して、任意の温度・ドープ濃度のほか、ひずみ等の条件も加味した熱電性能指数を予測することが可能になったとともに、ハイエントロピー合金系に対する熱電変換特性シミュレーション結果によると、元素の選択や組成の最適化によって優れた性能が引き出され、ハイエントロピー合金が重要な熱電変換材料候補であることが示された。開発されたシミュレーションは高性能超小型熱電変換素子やこれを利用した熱電アクチュエータ等を開発する際における材料選択に活用できる。
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