ナノ材料の界面フォノン散乱による熱整流作用

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14086
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 廣谷 潤 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80775924)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ナノカーボン / 熱伝導 / フォノン

研究成果の概要

カーボンナノチューブ(CNT)などのナノ材料の熱物性計測と界面におけるフォノン散乱機構による熱整流作用に関して研究を進めた。浮遊触媒気相成長法に熱勾配を与えた流路を組み合わせることで、Si基板上に単層CNTを効率よく堆積させる手法を確立した。Si基板上に堆積させたCNTの原子間力顕微鏡像から数ミクロン程度の長さに渡って、孤立したCNTを成長できていることを確認した。また電子線リソグラフィなどのデバイス作製プロセスを駆使することで、CNTの直上に正確に電極を形成するための手法を構築した。電気的特性評価結果から、金属的特性を示すCNTとP型の半導体的特性を示すCNTを含んだデバイスを作製できた。

自由記述の分野

電子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱を自在に制御することができれば、これまで未利用のまま捨てられてきた熱マネジメントが可能になり、大きな社会貢献を果たすことができる。本研究で見いだした熱制御技術はまだまだ発展途上であるが、熱伝導率を100倍変調できる可能性を示した意義は大きい。さらにナノ材料の熱伝導率計測手法と分子動力学法によるシミュレーション技術を確立したことで、熱伝導制御に必要な研究環境を構築できたことで今後の研究発展が期待できる。引き続き、熱伝導制御に関する研究を継続することで、省エネルギー社会の実現に向けて貢献していく。