| 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 |
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| 研究実績の概要 |
熱や温度を時空間的に制御できる次世代の熱マネジメント技術の実現に向けて、熱流を自在に外場制御できる材料及び構造の開発を目指してきた。用いた試料はマグノ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。過年度は、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が、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。
そこで本年度は、高絶縁性の保持を目標に研究を進めた。SiO2に関して、製膜条件の見直しと改良によって高絶縁を達成できたものの、熱伝導またはラマンモードの電界効果は確認できなかった。これは、低電界強度のため蓄積ホール濃度が十分でないことが原因であると推察される。続いて、高絶縁性と強電界が期待されるイオン液体を用いた多層構造を作製した。その結果、LCCO/イオン液体の界面熱抵抗の増大と、ラマンモードの減少が確認された。
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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
絶縁層としてイオン液体を用いることにより、目標としていた界面熱抵抗とラマンモードの電界応答を確認することができた。以上のことから2019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 |
LCCO/イオン液体の界面における熱抵抗及びマグノン由来のラマンモードの電界応答を確認できたが、その機構の詳細は不明である。機構解明に向け、膜厚、印加電圧、及び温度等をパラメータとして、サーモリフレクタンス応答とラマン散乱を調査する。その機構に基づき、熱制御量の向上を目指した材料設計（例えば、多層化、配向化やラインパターニング）を進める。
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