| 研究課題/領域番号 |
17K19037
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
有江 隆之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80533017)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | グラフェン / 熱電変換 / フォノン / 非対角熱電効果 / 同位体 |
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| 研究成果の概要 |
非常に高い電界移動度や機械的特性、柔軟性から、グラフェンは次世代電子デバイス材料として注目されている。本研究では、グラフェンの合成時に炭素の同位体である炭素13を任意に導入し、面内に異なる同位体の界面を作製することで、新しい機能を有するデバイスの作製を試みた。炭素13の導入によりグラフェン面内の電気伝導および熱伝導に異方性をもたせることで、非対角熱電効果を起源とした熱起電圧の発現を確認することに成功した。同位体界面の傾斜角度やデバイスのアスペクト比を変化させることで熱起電圧は変化し、数値計算とあわせ、発生した熱起電圧が非対角熱電効果によるものであると結論づけた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来廃棄されてきた熱エネルギーを再利用できるという観点から、熱を電気に変換する熱電変換は現在非常に重要な技術の一つに位置づけられている。熱電変換の効率を向上させるためには、電気伝導能の向上ならびに熱伝導能の低下が必要不可欠であるが、両方を同時に満たす材料開発は現在のところ困難とされている。本研究で提案した同位体界面による電気・熱特性の異方性に起因した非対角熱電効果は、特性そのものの向上による熱電変換の高効率化のみならず、デバイスサイズの変更によっても変換効率の向上が可能であり、今後のデバイス設計指針を提供可能であるという点で、非常に意義深いと考えられる。
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