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粒子と波動の二重性を利用した低次元物質のフォノン輸送のフルスペクトル制御

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0627
補助金の研究課題番号 21J21382 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
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

DING WENYANG  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードthermal conductivity / machine learning / global distribution / features extraction / VdW heterostructures / Thermal conductivity / Phonon incident angle / vdW heterostructures / Materials informatics / Bayesian optimization
研究開始時の研究の概要

Minimize thermal conductivity of low dimensional materials by materials informatics and analyze the underlying physical mechanism from the dependence of mode-resolved phonon transmission on incident angle.

研究実績の概要

By combining Explainable Artificial Intelligence (XAI) principles and self-learning entropic population annealing (SLEPA) method, we can efficiently explore global distribution while ensuring outputs are explainable and transparent. In detail, we first validated the effectiveness of SLEPA by comparing the 10-layer graphene-WS2 heterostructure’s thermal conductivity distribution among ground truth, SLEPA, Bayesian optimization and random sampling. Then, we performed SLEPA on 14-layer graphene-WS2 heterostructures. Moreover, we extracted three features which could suppress phonon transmission across the full range of frequency and angle of incidence. Finally, we constructed an empirical model which could predict thermal conductivity of graphene-WS2 heterostructure with 70% accuracy.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] Suppression of oblique incident phonons in Van der Waals graphene-WS2 heterostructure with ultralow thermal conductivity2023

    • 著者名/発表者名
      Wenyang Ding, Zhun-Yong Ong, Meng An, Brice Davier, Shiqian Hu, Masato Ohnishi, Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      第60回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of oblique incident phonons in Van der Waals graphene-WS2 heterostructure with ultralow thermal conductivity2023

    • 著者名/発表者名
      Wenyang Ding, Zhun-Yong Ong, Meng An, Brice Davier, Shiqian Hu, Masato Ohnishi, Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      第7回フォノンエンジニアリング研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Aperiodic van der Waals heterostructures with minimum thermal conductivity2022

    • 著者名/発表者名
      Wenyang Ding, Shiqian Hu, Masato Ohnishi, Cheng Shao, Bin Xu, Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      第69回 応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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