| 研究課題/領域番号 |
17H04811
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
寺門 信明 東北大学, 工学研究科, 助教 (90466441)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 熱制御 / スピン熱伝導 / サーモリフレクタンス / レーザーパターニング |
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| 研究実績の概要 |
電子機器等における高度な集排熱及び熱再利用技術の実現に向けて、熱流を光や電流のように自在に時空間的に外場制御できる材料及び構造の開発を目指した。用いた試料はスピンによる異方的高熱伝導性とその外場制御能が期待されるLa-Ca-Cu-O系物質（以下、LCCOと略記）である。
本年度は、多層膜構造（電極/LCCO/SiO2/電極）における熱伝導及びスピン由来のラマンモードの電圧応答を、それぞれ周波数領域サーモリフレクタンス法と顕微ラマン分光法を用いて調査した。その結果、熱伝導とラマンモードともに電圧印加に応じた減少と不完全な回復を示すことがわかった。走査型透過顕微鏡観察と元素マッピング、電圧-電流特性の調査から、無視できないほどのリーク電流とそれに伴う不可逆的な構造変化（相分離）が示唆された。
スピン熱伝導薄膜の高熱伝導化の試みとして、配向薄膜の作製をおこなった。単結晶基板を用いた非晶質・微結晶状態を始点とする固相エピタキシャル成長を試みた。また、Sr-Cu-O系物質において、非晶質基板上への製膜によってSr14Cu24O41の特異な配向膜（高熱伝導層面が基板に平行）が得られることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
多層膜構造（電極/LCCO/SiO2/電極）の熱伝導率及びスピン配列構造の電圧応答を得ることができた。また形態・組成観察により、その機構としてリーク電流の影響を考えた。加えて、Sr-Cu-O系薄膜における配向現象を見出しており、高熱伝導化への応用が期待される。以上のことから３０年度の研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
高熱伝導化と熱輸送回路の実現のために、レーザー光を用いた配向制御をおこなう。我々はすでに偏光レーザー光のスキャンを用いた配向結晶化を実証しており、この機構を本試料にも適用する。また、電圧応答については、電気絶縁性の充分な薄膜を製膜し、電界効果のみが観察できるようにする。
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