貼付型汎用熱伝導率計測デバイスの実現

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21071
• 補助金の研究課題番号: 18H05896 (2018)
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金 (2019); 補助金 (2018)
• 審査区分: 0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
• 研究機関: 青山学院大学 (2019); 早稲田大学 (2018)
• 研究代表者: 柏木 誠 青山学院大学, 理工学部, 助教 (70825421)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• キーワード: 熱物性計測 / ナノ・マイクロスケール熱物性

研究成果の概要

本研究では、3ω法を拡張し、高分子ナノシートを基板として用いた貼付型熱伝導率計測デバイスの提案とその実証実験を行った。デバイスは、フォトリソグラフィを用い、100nmオーダのエラストマー薄膜上に金属細線パターンを形成することで作製した。得られた貼付型熱伝導率計測デバイスは支持層から剥離しても自立しており、かつ金属配線パターンの抵抗が変化しないことが確認できた。さらに、作製したデバイスを熱酸化により作製したSiO2薄膜に対して貼付し、熱伝導率計測を行った結果、1.0 [W m-1 K-1]という値を示し、本提案デバイスで薄膜の熱伝導率計測が可能であること確認できた。

自由記述の分野

伝熱工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により実現した貼付型熱伝導率計測デバイスによれば、これまで測定が困難であった有機薄膜等の熱伝導率を簡便に計測・評価できる。この計測・評価は、薄膜の厚さ方向のみならず、面内方向に対しても可能であり、高い汎用性と実用性を有している。さらに、本デバイスを用いれば、これまではほぼ不可能であった非破壊での熱伝導率計測も可能であり、生体材料のその場計測など、幅広い応用が期待できる。