多機能フォノニックナノワイヤネットワーク創成のための学理構築

• 研究課題/領域番号: 25K00035
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 東京科学大学
• 研究代表者: Kim Byunggi 東京科学大学, 工学院, 助教 (10943847)
• 研究分担者: 伏信 一慶 東京科学大学, 工学院, 教授 (50280996)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2026年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2025年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: ナノワイヤネットワーク / フォノニックナノ構造 / 構造最適化 / 熱伝導 / 熱電変換

研究開始時の研究の概要

本研究は、薄膜熱伝導制御用のナノワイヤネットワークの構造最適化による多機能化に向けた学理構築を目的とする。フォノニックナノ構造は熱輸送制御を可能とするが、50 nm以下と非常に小さい寸法を持つため、機械強度や電気伝導度が低下する問題がある。これを克服するために、100 nm程度の最小寸法を持つナノワイヤネットワークを用い、熱・機械・電気特性を両立させるための基礎学理を検討する。マルチフィジックスモデルに基づく構造最適化手法を創出し、ナノ加工技術と物性計測技術を駆使して実証を行う。これにより、実用的なフォノニックナノ構造を創成し、熱管理やエネルギーハーベスティング分野への実装を加速する。