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プラズモン加熱を利用した熱伝導分光法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630061
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 熱工学
研究機関東京大学

研究代表者

塩見 淳一郎  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40451786)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015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)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード熱伝導 / フォノン輸送 / サーモリフレクタンス / プラズモン / 分光 / ナノ多結晶体
研究成果の概要

熱伝導スペクトルを実験によって直接計測する手法を開発した.時間領域サーモリフレクタンス法を用いて,フォノン平均自由行程と同等のスケールで加熱・測温領域のサイズを変化させながら熱伝導率を計測し,そのサイズ依存性から熱伝導スペクトルを求めた.ただし,従来研究のようにレーザー光のスポット径を変えるのでは,分解能が光の回折限界(μm)に制限されてしまうため,本研究では,試料表面に形成した金属のナノ構造の局在表面プラズモン共鳴を利用して,金属のナノ構造のみにレーザー光を吸収・反射させることで,数十nmの加熱・測温領域による測定を実現した.その結果,低熱伝導率材料の平均自由行程を同定することに成功した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 11件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Heat conduction in nanostructured materials2016

    • 著者名/発表者名
      S. Volz, J. Shiomi, M. Nomura, and K. Miyazaki
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 11 号: 1 ページ: JTST0001-JTST0001

    • DOI

      10.1299/jtst.2016jtst0001

    • NAID

      130005121057

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2015 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] Filler-depletion layer adjacent to interface impacts performance of thermal interface material2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yada, T. Oyake, M. Sakata, and J. Shiomi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 1 ページ: 015117-015117

    • DOI

      10.1063/1.4941354

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective phonon mean free path in polycrystalline nanostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Takuma Hori, Junichiro Shiomi, Chris Dames
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 17 ページ: 171901-171901

    • DOI

      10.1063/1.4918703

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystalline-amorphous hybrid nanostructures for bulk silicon thermoelectric materials with very low thermal conductivity2015

    • 著者名/発表者名
      Asuka Miura, Zhou Shu, Tomohiro Nozaki, Junichiro Shiomi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 7 号: 24 ページ: 13484-13489

    • DOI

      10.1021/acsami.5b02537

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon transport in perovskite SrTiO3 from first principles2015

    • 著者名/発表者名
      Lei Feng, Takuma Shiga, and Junichiro Shiomi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 号: 7 ページ: 071501-071501

    • DOI

      10.7567/apex.8.071501

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanoscale thermal conductivity spectroscopy by using gold nano-islands heat absorbers2015

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Oyake, Masanori Sakata, Junichiro Shiomi,
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 7 ページ: 073102-1

    • DOI

      10.1063/1.4913311

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scaling laws of cumulative thermal conductivity for short and long phonon mean free paths2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Aketo, Takuma Shiga, Junichiro Shiomi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 13 ページ: 131901-131901

    • DOI

      10.1063/1.4896844

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] フォノン輸送の科学と応用2016

    • 著者名/発表者名
      塩見淳一郎
    • 学会等名
      第2回理論応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂,東京
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノスケールにおける熱伝導2015

    • 著者名/発表者名
      塩見淳一郎
    • 学会等名
      2015年真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ・界面構造を用いたフォノンエンジニアリング2015

    • 著者名/発表者名
      塩見淳一郎
    • 学会等名
      応用物理学会・応用電子物性分科会研究例会
    • 発表場所
      金沢工業大学大学院虎ノ門キャンパス,東京
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面・界面を利用したナノスケール熱工学2015

    • 著者名/発表者名
      塩見淳一郎
    • 学会等名
      日本表面科学会関東支部 第2回関東支部セミナー
    • 発表場所
      東京理科大学,東京
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノスケールにおける熱エネルギーの輸送と変換2015

    • 著者名/発表者名
      塩見淳一郎
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学,北海道
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring controllability of thermal conductivity for high performance bulk silicon thermoelectric2015

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      ICHMT International Symposium on Advances in Computational Heat Transfer
    • 発表場所
      Piscataway, USA
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノ構造や海面によるフォノン輸送制御2015

    • 著者名/発表者名
      塩見淳一郎
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学、東京
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of phonon-blocking at sintered interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      American Physical Society, March Meeting
    • 発表場所
      San Antonio, USA
    • 年月日
      2015-03-02 – 2016-03-02
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale thermal transport in thermoelectrics2014

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      15th International Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-08-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phonon transport analysis of crystals with strong anharmonicity, disorder, interfaces, and nanostructures2014

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      8th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena
    • 発表場所
      Santa Cruz, USA
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anharmonic phonon dynamics in bulk crystal and their interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Shiomi
    • 学会等名
      2nd International Conference on Phononic and Thermal Energy Science
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Thermal Energy Engineering Lab

    • URL

      http://www.phonon.t.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 熱エネルギー工学研究室

    • URL

      http://www.phonon.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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