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2015 年度 実績報告書

弾道的熱輸送のその場観察とナノ流体応用

研究課題

研究課題/領域番号 25289041
研究機関九州大学

研究代表者

張 興  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 主任研究者 (40236823)

研究分担者 高橋 厚史  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10243924)
迫田 直也  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30532337)
高田 保之  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70171444)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / グラフェン / 熱物性 / ラマン分光 / フォノン
研究実績の概要

ナノ材料における弾道的熱輸送を実験的に調べる新しい計測方法として昨年度に開発に成功したレーザーフラッシュラマン分光法について引き続き研究を行った。カーボンナノチューブ(CNT)に代表されるワイヤー状の材料に加えて、今年度は新たにグラフェンなどの二次元材料への応用方法を確立した。グラフェンの懸架状態(宙に浮いている状態)と保持状態(基板に支えられている状態)のそれぞれにおける熱伝導率に加えて、基板との間の界面熱抵抗に関して導出方法が得られたことは波及効果が大きいものと考えている。また、多層CNTに関しては集束イオンビーム(FIB)によって欠陥を与えることで熱伝導率の長さ依存性を確認することにも成功した。さらに、懸架状態のグラフェンを長さ1.6ミクロンで幅を0.4ミクロンから2.1ミクロンまで変化させたときの熱伝導率を白金ナノセンサによって調べることにも成功した。その結果からは幅が狭いほど熱伝導率が低下するという傾向が得られ、FIBによる欠陥付与実験を含めて、グラフェンリボンの弾道的熱輸送を実験的に明らかにすることができたと考えている。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] A T-type method for characterization of the thermoelectric performance of an individual free-standing single crystal Bi2S3 nanowire2016

    • 著者名/発表者名
      Ma Weigang, Miao Tingting, Zhang Xing, Takahashi Koji, Ikuta Tatsuya, Zhang Boping, Ge Zhenhua
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 ページ: 2704-2710

    • DOI

      10.1039/C5NR05946A

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-situ measurement of the heat transport in defect-engineered free-standing single-layer graphene2016

    • 著者名/発表者名
      Wang Haidong, Kurata Kosaku, Fukunaga Takanobu, Takamatsu Hiroshi, Zhang Xing, Ikuta Tatsuya, Takahashi Koji, Nishiyama Takashi, Ago Hiroki, Takata Yasuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 21823

    • DOI

      10.1038/srep21823

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A simple method for fabricating free-standing large area fluorinated single-layer graphene with size-tunable nanopores2016

    • 著者名/発表者名
      Wang Haidong, Kurata Kosaku, Fukunaga Takanobu, Takamatsu Hiroshi, Zhang Xing, Ikuta Tatsuya, Takahashi Koji, Nishiyama Takashi, Ago Hiroki, Takata Yasuyuki
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 99 ページ: 564-570

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2015.12.070

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Laser flash Raman spectroscopy method for characterizing thermal diffusivity of supported 2D nanomaterials2016

    • 著者名/発表者名
      Li Qinyi, Ma Weigang, Zhang Xing
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 95 ページ: 956-963

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.12.065

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of apparent thermal conductivity and laser absorptivity of individual carbon fibers2015

    • 著者名/発表者名
      Liu Jinhui, Wang Haidong, Hu Yudong, Ma Weigang, Zhang Xing
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics

      巻: 36(10) ページ: 2740-2747

    • DOI

      10.1007/s10765-015-1934-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comprehensive study of thermal transport and coherent acoustic-phonon wave propagation in thin metal film-substrate by applying picosecond laser pump-probe method2015

    • 著者名/発表者名
      Ma Weigang, Miao Tingting, Zhang Xing, Kohno Masamichi, Takata Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 119(9) ページ: 5152-5159

    • DOI

      10.1021/jp512735k

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 集束イオンビーム照射を受けた 多層カーボンナノチューブの熱伝導2015

    • 著者名/発表者名
      楢﨑将弘、生田竜也、西山貴史、高橋厚史
    • 雑誌名

      熱物性

      巻: 29 ページ: 179-184

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Characterization and mechanism of size effect on nanoscale thermal transport2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xing
    • 学会等名
      International Conference on Thermal Science and Technology (ICTST2015)
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Laser flash Raman spectroscopy method for thermophysical characterization of nanomaterials2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xing
    • 学会等名
      19th Symposium on Thermophysical Properties
    • 発表場所
      Boulder, USA
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization and mechanism of size effect on nanoscale thermal transport2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xing
    • 学会等名
      5th International Symposium on Micro and Nano Technology
    • 発表場所
      Calgary, Canada
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-20
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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