| 研究課題/領域番号 |
17K14654
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東京農工大学 (2018)
東京大学 (2017) |
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研究代表者 |
張 亜 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80779637)
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| 研究協力者 |
平川 一彦
野村 政宏
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | フォノン分光法 / フォノニック結晶 / 熱輸送 / MEMS / 半導体 / マイクロ/ナノ構造 / phonon spectroscopy / thermal phonon / thermal sensor / Phononic crystal / thermoelectrics / phononic crystal |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、新規なMEMS温度計を用いてフォノニック結晶（PnC）におけるフォノン輸送に関する研究を行った。MEMS梁の上に二次元PnCを作製し、梁の熱減衰を測定によって、梁構造の熱伝導の変化を計算した。PnCに穴の直径が約300 nmまで減少すると、熱伝導は顕著な低下を示し、フォノン効果が材料の熱伝導率を低減させたことを確認した。
更に、MEMS梁に時間制御した二重フェムト秒光パルスを照射し、2つの光パルス間の時間遅延の関数としてMEMS梁の温度上昇を測定した。梁にコヒーレントフォノン輸送による干渉パターンを観測した。フーリエ変換によって、MEMS梁を通してフォノンスペクトルの観測は成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、超高速フォノン分光法を実施するための強力な方法を提供し、半導体マイクロ/ナノ構造における熱輸送プロセスに対する理解を大きく深化させるものである。さらに、その知見が、マイクロ/ナノ材料の熱特性における多くの研究に広く応用できるため、基礎研究と社会の両方に大きなインパクトを与える。従って、本研究に基づき、更なる研究の開拓が期待できる。将来的には、フォノンの波動性による熱輸送の制御を可能にし、半導体デバイスに対する理想的な熱制御につながり、エネルギー効率の高い社会の構築にも役立つと期待できる。
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