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2022 年度 実績報告書

金属/酸化物/金属3層薄膜における特異熱輸送の学理構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H02087
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

山下 雄一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (60462834)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード薄膜熱輸送 / 界面熱抵抗 / 界面ラフネス / 伝熱シミュレーション / サーモリフレクタンス測定
研究実績の概要

金属/酸化物/金属の3層薄膜構造における特異熱輸送の発現機構の解明・学理構築に向けて、主に界面ラフネスの影響を明らかにするために、実験的アプローチ及び解析的アプローチの両面から取り組んだ。Mo/アモルファスHfO2/Moの3層膜の実験的アプローチでは、測定温度を300 K、250 K、200 Kと3水準準備し、特異熱輸送発現における温度依存性を検討した。250 Kおよび200 Kにおいては、室温におけると比較して顕著な変化は見られず、特異熱輸送発現について明確な違いは確認されなかった。
解析的アプローチでは、産総研が保有するサーモリフレクタンス測定信号シミュレータを使い、下地金属との界面ラフネスが計測信号に与える影響について定量評価した。中間層厚さ10 nm、5 nm、 3 nmの3水準、四角錐型の界面ラフネス形状(勾配0.5、1、3、5)、界面熱抵抗3水準について系統的なパラメーター解析を実施した。界面ラフネスの影響はいずれの中間層厚さおよび界面熱抵抗においても実効的な3層資料全体の熱抵抗が減少する傾向が観測された。減少の程度はこれまでの特異熱輸送で見られてきたように大きなものであった。
本研究で得られた知見に基づいて国際誌への論文投稿を進めた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Development of a time domain thermoreflectance measurement signal simulator: effect of interface roughness of multilayered thin film on thermal resistance2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Yamashita and Takashi Yagi
    • 学会等名
      Spin caloritronics XII
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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