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ポリマー繊維整然配列によってヒドロゲル熱伝導率の研究について

研究課題

研究課題/領域番号 20J22608
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

GUO RULEI  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードTDTR / Thermal conductivity / TR-MOKE / Wafer bonding / TBC / Graphene / FDTR / Mapping
研究開始時の研究の概要

Recently hydrogel incorporated electronics and devices have emerged to be a new class of flexible/stretchable electronics and ionic devices due to their extraordinary properties, such as softness, mechanically robustness, and biocompatibility. However, the thermal conductivity of hydrogel is low, which may limit its future application in soft electronics. To deal with this problem, This research will carry out a joint simulation, experiment, and material informatics investigation into enhancing the thermal conductivity of hydrogels through aligning polymer chains.

研究実績の概要

1.The building of the time-domain thermoreflectance (TDTR) thermal property measurement system. Thermal property measurement is essential for understanding the transport and interaction processes of heat carriers and developing novel materials with desired thermal properties. Among the numerous measurement methods, TDTR offers unique advantages, including easy sample preparation, non-contact measurement, wide applicability, specific suitability for ultrathin films, thermal boundary conductance (TBC) measurement, and probing the ultrafast transport process. A TDTR measurement system with controll and data process programm has been developed with some new features, such as multiple objective lenses, wide range of modulation frequency, mapping sample stage, TDTR and TR-MOKE dual detectors.
2.The TBC measurement of wafer bonding. In recent years, thermal management has become increasingly important for large-scale integrated circuits with the rising density of FETs integrated both horizontally and vertically in a limited space (3D ICs). Wafer bonding technology, which connects the device layer to a substrate with high thermal conductivity, holds promise for solving this issue. In that case, the thermal boundary conductance (TBC) of the interface between the two bonded wafers plays a vital role in thermal management performance. In this study, we developed a mapping system to obtain not only the value of TBC but also the spatial distribution of TBC of the Si-SiC sample, providing more detailed and stochastic knowledge about thermal transport at the interface.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Phase-transition-induced giant Thomson effect for thermoelectric cooling2022

    • 著者名/発表者名
      Rajkumar Modak, Masayuki Murata, Dazhi Hou, Asuka Miura, Ryo Iguchi, Bin Xu, Rulei Guo, Junichiro Shiomi, Yuya Sakuraba, Ken-ichi Uchida
    • 雑誌名

      Applied Physics Reviews

      巻: 9 号: 1 ページ: 011414-011414

    • DOI

      10.1063/5.0077497

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Scalable monolayer-functionalized nanointerface for thermal conductivity enhancement in copper/diamond composite2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Bin、Hung Shih-Wei、Hu Shiqian、Shao Cheng、Guo Rulei、Choi Junho、Kodama Takashi、Chen Fu-Rong、Shiomi Junichiro
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 175 ページ: 299-306

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2021.01.018

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] SiC-Si接合界面での熱伝導のマッピング測定2022

    • 著者名/発表者名
      Rulei Guo
    • 学会等名
      第59回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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