| 研究課題/領域番号 |
18K13704
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
李 秦宜 九州大学, 工学研究院, 助教 (60792041)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ナノスケール伝熱 / グラフェン / 熱伝導率 / 導電率 / ゼーベック係数 / 熱電性能指数 / 形状制御 / ナノ構造 / 熱電性能 / フォノン / graphene nanoribbons / thermal conductivity / electrical conductivity / Seebeck coefficient / figure of merit / 2D materials / size effect / 熱伝導 / 熱電特性 / ２次元 / 実験研究 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、グラフェンの形状を精密かつ自由自在に変化させる実験手法を構築し、ナノ構造を有する２次元材料の熱伝導率・導電率・ゼーベック係数の同時計測技術を開発した。これらの技術により、グラフェンの幅と長さを制御することで、高い導電率を維持したまま、熱伝導率が大幅に低減できて、ゼーベック係数も数倍に向上できた。結局、グラフェンの熱電性能指数を文献の報告より2～4桁向上させた。更に、形状制御による物性チューニングの物理機構を準粒子輸送のシミュレーションで解明出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非毒性かつ柔軟な2次元熱電材料は超スマートIoT社会のフレキシブルデバイスの電力供給源として注目されているが、熱電変換の効率はまだ非常に低いため大規模な展開は厳しく制限されている。本研究ではグラフェンの熱電性能指数を2～4桁向上させて、グラフェンが有望な柔軟熱電材料であることを示した。更に、２次元材料の熱と電気特性を前例のないレベルの別々にチューニングすることを実現して、熱科学の基礎研究に貢献できた。
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