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2019 年度 実施状況報告書

素子小型化を目指したナノ熱電性能サイズ・結晶方位依存性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15382
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

張 暁賓  芝浦工業大学, SIT総合研究所, 准教授 (40647111)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード透過型電子顕微鏡 / 熱電材料
研究実績の概要

本研究では、透過型電子顕微鏡その場計測法を用いて、熱電材料のポイントコンタクトを形成し、その結晶方位やサイズによる熱電性能の違いを系統的に調べ、高い熱電性能が得られる条件を明らかにすることを目的とした。
本年度は、熱電材料のポイントコンタクトを形成し、その結晶方位やサイズを観察しながら熱電性能を測定できる特殊なTEM試料ホルダーの設計、および、その予備的な実験を行った。
設計したホルダーは、ポイントコンタクトを得るための金属探針を取り付けられる電極とその対向に熱電材料を取り付けられる電極が試料台に取り付けられている。金属探針側の電極は超音波モータによる粗動とチューブピエゾによる微動の機構が取り付けられている。一方、熱電材料側の電極は通電加熱用のヒーターが取り付けられており加熱できる。

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

予定通りに特殊なTEM試料ホルダーの設計が完成しつつある。
熱電材料の結晶構造は高分解能TEMを用いて観察した。また、大気中でのポイントコンタクトを形成し、その熱電性能をex-situで計測した。

今後の研究の推進方策

今後、この特殊なTEM試料ホルダーを完成させ、その性能テストを行う。
また、熱電材料を用いてそのポイントコンタクトの結晶方位やサイズを観察しながら熱電性能を測定する。

次年度使用額が生じた理由

当該年度ではポイントコンタクトを形成できるその場(in-situ)観察用TEM試料ホルダーの設計および初期データ撮りに精一杯だったため、熱電性能を測るための計測関連設備の購入は次年度に回した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Origin of nonlinear current-voltage curves for suspended zigzag edge graphene nanoribbons2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Chunmeng、Zhang Jiaqi、Muruganathan Manoharan、Mizuta Hiroshi、Oshima Yoshifumi、Zhang Xiaobin
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 165 ページ: 476~483

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2020.05.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ordering of Intercalated Fe Atoms in FexTiS2 Structures Clarified Using Transmission Electron Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Chiew Yi Ling、Miyata Masanobu、Koyano Mikio、Oshima Yoshifumi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 074601~074601

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.074601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical analysis of gold nanocontacts during stretching using an in-situ transmission electron microscope equipped with a force sensor2020

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Keisuke、Tomitori Masahiko、Arai Toyoko、Oshima Yoshifumi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 ページ: 025001~025001

    • DOI

      https://doi.org/10.35848/1882-0786/ab6936

    • 査読あり
  • [学会発表] Atomically controlled processing of graphene by electron beam2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaobin Zhang
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of nanopores in graphene using electron beam2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaobin Zhang
    • 学会等名
      2019年 日本表面真空学会学術講演会
  • [学会発表] Fabrication and electrical properties measurement of suspended graphene nanoribbon2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaobin Zhang
    • 学会等名
      2019 Annual Meeting of the Chinese Electron Microscopy Society
  • [学会発表] Fabrication of Suspended Graphene Nanoribbon for in-situ TEM2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaobin Zhang
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
  • [学会発表] Fabrication and electrical properties measurement of suspended graphene nanoribbon2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaobin Zhang
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会春学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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