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ナノワイヤの熱伝導理論

研究課題

研究課題/領域番号 24656029
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関筑波大学

研究代表者

小林 伸彦  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10311341)

研究分担者 小林 一昭  物質材料研究機構, 理論計算科学ユニット, 主幹研究員 (00354150)
連携研究者 石井 宏幸  筑波大学, 数理物質系, 助教 (00585127)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード熱伝導 / ナノワイヤ / 理論
研究成果の概要

原子レベルからフォノン熱伝導解析を行うための方法論を開発し、ナノワイヤー、ナノチューブ等に対して適用した。詳細な原子の振動からフォノン伝導を解析した。それにより原子レベルから、物質の熱伝導度の温度、断面積、構成原子依存性とそれら因子間の関係を解明した。またフォノン間散乱効果を取り入れた計算法を開発し、フォノン寿命、フォノン平均自由行程の解析も行った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Electronic Band Structure of Various TiN/MgO Superlattices2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, H. Takaki, N. Kobayashi, and K. Hirose
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 5

    • DOI

      10.7566/jpscp.5.011013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atomistic Calculations of Heat Transport in a Silicon Crystal2014

    • 著者名/発表者名
      N.Kobayashi, K.Yamamoto, H.Ishii, K.Hirose
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 12 号: 0 ページ: 154-156

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2014.154

    • NAID

      130004438873

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First-Principles Study of TiN/MgO Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, N. Kobayashi, and K. Hirose
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 12 号: 0 ページ: 230-237

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2014.230

    • NAID

      130004438884

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Ab-Initio Electron Transport Calculations for Heterostructures by the Nonequilibrium Green’s Function Method2014

    • 著者名/発表者名
      H.Takaki, N.Kobayashi, K.Hirose
    • 雑誌名

      J. Nanomaterials

      巻: 2014 号: 1 ページ: 172169-172169

    • DOI

      10.1155/2014/172169

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electric and Thermal Transport Calculations through Interface and Applications to Thermoelectric Energy Conversion2014

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, K.Kobayashi, M.Shimono, H.Ishii, N.Kobayashi
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 12 号: 0 ページ: 115-118

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2014.115

    • NAID

      130004933807

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crossover to Quantized Thermal Conductance in Nanotubes and Nanowires2013

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yamamoto, Hiroyuki Ishii, Nobuhiko Kobayashi, Kenii Hirose
    • 雑誌名

      Open Journal of Composite Materials

      巻: 3 号: 02 ページ: 48-54

    • DOI

      10.4236/ojcm.2013.32a007

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Phononic Bandgap of Carbon Nanotubes2013

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yamamoto, Hiroyuki Ishii, Nobuhiko Kobayashi, and Kenji Hirose
    • 雑誌名

      Journal of Nanomaterials

      巻: 2013 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1155/2013/525070

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal conductance calculations of silicon nanowires: comparison with diamond nanowires2013

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamoto, H,Ishii, N.Kobayashi, K.Hirose
    • 雑誌名

      Nano. Res. Lett.

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1186/1556-276x-8-256

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Conductance Calculations of Silicon Nanowires -Comparison with Diamond Nanowires-2013

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamoto, H.Ishii, N.Kobayashi, and K. Hirose
    • 雑誌名

      Nano. Res. Lett.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crossover to quantized thermal conductance in nanotubes and nanowires2013

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamoto, H.Ishii, N.Kobayashi, and K. Hirose
    • 雑誌名

      Open J. Comp. Mat.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 第一原理計算によるTiN/MgO超格子および薄膜の熱電特性2015

    • 著者名/発表者名
      高木博和,小林一昭,下野昌人,小林伸彦,広瀬賢二
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノ多層膜の熱伝導に関するMDシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      下野 昌人、小林 一昭、高木 博和、小林 伸彦、広瀬 賢二、森 孝雄
    • 学会等名
      日本金属学会2015年春期講演会
    • 発表場所
      東大駒場
    • 年月日
      2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TiN/MgO超格子の熱電変換性能の理論計算2014

    • 著者名/発表者名
      髙木博和、小林一昭、下野昌人、小林伸彦、広瀬賢二
    • 学会等名
      第11回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      物材機構、つくば
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Band Structure of Various TiN/MgO Superlattices2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, H. Takaki, N. Kobayashi and K. Hirose
    • 学会等名
      CSW2014
    • 発表場所
      Epochal, Tsukuba
    • 年月日
      2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Atomistic calculations of thermal transport in nanosystems2014

    • 著者名/発表者名
      N.Kobayashi, K.Yamamoto, H.Ishii, K.Hirose
    • 学会等名
      ICN+T2014
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算による原子間ポテンシャル作成と熱伝導計算への応用2013

    • 著者名/発表者名
      山本晃平、石井宏幸、小林伸彦、広瀬賢二
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理計算を用いた金属・半導体界面における熱伝導計算2012

    • 著者名/発表者名
      山本晃平、石井宏幸、小林伸彦、広瀬賢二
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国大
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermal Conductance Calculation of Silicon Nanowires2012

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamoto, H.Ishii, N.Kobayashi, and K.Hirose
    • 学会等名
      Trends in Nanotechnology 2012
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomistic Calculations of Heat Transport in Nanoscale Systems

    • 著者名/発表者名
      N. Kobayashi, K. Yamamoto, H. Ishii, K. Hirose
    • 学会等名
      12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • 発表場所
      International Congress Center, Tsukuba
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Electric and Thermal Transport Calculations through Nanometer-Size Interface and Applications toward High-Efficient Thermoelectric Energy Conversion

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, K.Kobayashi, M.Shimono, H.Ishii N.Kobayashi
    • 学会等名
      12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • 発表場所
      International Congress Center, Tsukuba
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] First-Principles Study of TiN/MgO Interfaces

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, N. Kobayash, K. Hirose
    • 学会等名
      12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • 発表場所
      International Congress Center, Tsukuba
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理計算による原子間ポテンシャル生成と熱伝導計算

    • 著者名/発表者名
      山本晃平,石井宏幸,小林伸彦,広瀬賢二
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学,徳島
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 非平衡グリーン関数を用いた熱伝導計算によるフォノン・フォノン散乱と界面散乱効果の解析

    • 著者名/発表者名
      山本晃平,石井宏幸,小林伸彦,広瀬賢二
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノワイヤの熱伝導理論

    • 著者名/発表者名
      小林伸彦
    • 学会等名
      電気学会 ナノエレクトロニクス集積化・応用技術調査専門委員会 ナノデバイスの熱管理工学
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Quantum transport calculations for nanosystems2014

    • 著者名/発表者名
      K. Hirose and N. Kobayashi
    • 総ページ数
      523
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] ナノワイヤ最新技術の基礎と応用展開 第II編7章 熱伝導・熱電性能2013

    • 著者名/発表者名
      広瀬賢二、小林伸彦
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      CMC出版
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Quantum Transport Calculations for Nanosystems2013

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, N.Kobayashi
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 小林研ホームページ

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 筑波大学 小林研

    • URL

      http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~cmslab/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学 小林研究室

    • URL

      http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~cmslab/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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