| 研究課題/領域番号 |
21K03922
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 日本大学 |
|---|
研究代表者 |
田中 三郎 日本大学, 工学部, 准教授 (30713127)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | 界面熱抵抗 / 熱伝導率 / 薄膜 / エネルギーハーベスティング / 熱電 / 界面 / 熱抵抗 / 計測 / ナノマイクロ熱工学 / 熱電変換 / フォノン / 熱伝導 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，熱と電気を直接変換できる熱電材料と異種材料との接触部で起こる界面熱抵抗を薄膜の熱伝導率計測技術を用いて計測することで，熱電材料の界面熱抵抗のメカニズムを解明する．それにより，熱電変換効率を飛躍的に向上させることが期待され，身の回りにあるわずかなエネルギーを採取するエネルギーハーベスティング技術に用いられる微小未利用エネルギーの回収を最大限に行われる熱電材料の創製に貢献する．
|
| 研究成果の概要 |
本研究では，熱電材料などに使用されているビスマスと基板材との接触部分などで起こる界面熱抵抗を薄膜の熱伝導率計測技術である3オメガ法を用いて簡易的に計測した．本結果を応用することで今後さらに普及すると考えられるIoT用センサーの電力供給のための熱電発電デバイスや超高性能半導体チップの界面熱抵抗による熱設計に寄与できる．さらに，既往研究で確立されている熱電性能向上の低次元効果やフォノン粒子の散乱効果などに加え，フォノン解析による界面熱抵抗の物理的なメカニズム解明の一助になることが予測され，熱電発電のみならず伝熱技術を利用したシステムに応用可能と考えられる．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって，既往研究で確立されている熱電性能向上の低次元効果やフォノン粒子の散乱効果などに加え，材料間の界面熱抵抗を考慮した小型熱電発電デバイスの高効率な設計に応用が可能となり，加えてフォノン解析による界面熱抵抗の物理的なメカニズムが解明されることで，熱電発電のみならず伝熱技術を利用したシステムに応用可能と考えられ，その意義は学術的にも社会的にもインパクトは極めて大きい．
|
