| 研究課題/領域番号 |
20H02093
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
川本 直幸 国立研究開発法人物質・材料研究機構, マテリアル基盤研究センター, 主幹研究員 (70570753)
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| 研究分担者 |
三留 正則 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 室長 (50354410)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
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| キーワード | 電子顕微鏡 / 熱輸送計測 / パルス電子線 / 熱電対 / 温度波 / 位相 / ゼーベック効果 / 熱拡散 / パルス電子線透 / 透過電子顕微鏡法 / 熱輸送計測法 / ナノスケール / 熱拡散率 / 透過型電子顕微鏡法 / 電子線パルス / EELS / 動的観察 / STAM / 走査透過電子顕微鏡法 / 熱伝導評価 / その場観察 / 温度計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、材料やデバイスの構造が、熱を運ぶフォノンの平均自由行程と同等かそれ以下のスケールで制御されており、先端エネルギー材料における熱物性制御や次世代熱・電子デバイスの開発のためには、電子やフォノンの精密な流れをナノスケールで理解する必要性が高まっている。特に、高速に動作するデバイスにおいては、過渡的熱過程の理解が重要であり、ナノスケールの熱輸送現象をより精密に捉えることができる新たな熱輸送評価法が求められている。本研究では、透過型電子顕微鏡法ベースの定常ナノスケール熱分析顕微鏡法が抱える個々の課題を解決し、電子線パルス照射技術を導入した新たなナノスケール熱分析顕微鏡法の開発を試みる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、透過電子顕微鏡法（TEM）をベースとしたパルスSTAM法の開発を行った。現有するTEMに電子線の静電線量偏向器（EDM）を導入することで、TEM試料に温度波を発生することに成功し、独自の極小熱電対による温度計測と、ロックインアンプを用いることで温度波の位相及び振幅を測定することができた。また、パルス電子線走査時の位相像および振幅像を記録するシステムも開発し、TEM試料における定量的な熱拡散率の測定を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本測定手法の開発により、TEM試料上の任意の区間における定量的な熱拡散率測定を実現しており、従来法では測定が難しかった極小材料や界面の熱輸送評価が可能になり、放熱用複合材料、熱電材料などの様々な材料・デバイスの開発に役立つ。
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