| 研究課題/領域番号 |
18K18961
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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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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
竹内 恒博 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00293655)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 熱流スイッチング / 格子熱伝導度 / 電子熱伝導度 / バイアス電圧 / 非調和格子振動 / 熱流スイッチング素子 / 半導体 / 熱流制御デバイス / 熱流制御 / 熱マネージメント |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，社会的な要請が高い，固体内の熱流を電場により制御するための基礎的な知見を集積すると共に，実用化に耐える性能を示す革新的熱流スイッチングデバイスを世界に先駆けて創製することを目指している．
この目的を達成する為に，半導体材料で作製したコンデンサー型のデバイスにおいて，半導体材料の電子濃度をバイアス電圧により制御することで，電子熱伝導度をスイッチングすることを考案した．ただし，格子熱伝導度が小さいことが必要条件となる．
研究の結果，80%程度の熱流変化を得ることに成功し，さらに，これを数百%から1000%にするための指針を構築した．この成果により，研究課題の目的は達成したと言える．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，熱流れを制御する新しい手法として，格子熱伝導度が著しく小さな半導体材料と絶縁体材料を組み合わせたコンデンサー型デバイスの利用を提案した．本研究では，実際に，提案手法が利用可能であることを実験的に明瞭に証明するとともに，スイッチングに要する時間が極めて短いことを示した．また，材料に工夫を加えることで，数百%の変化が容易にできる見通しを示した．本研究の成果は，熱流制御手法の確立の観点から学術的に高い意義を有している．また，無駄に捨てられている廃熱を有効利用する為の基盤技術となり得る熱スイッチ素子の動作を実証したことにおいて，工学的に（社会的に）高い意義を有している．
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