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Investigation of Unusual Thermal Conductivity of Silver Chalcogenides and Development of Heat Flow Control Devices

银硫属化物异常热导率的研究及热流控制装置的开发

基本信息

批准号：
21J15714
负责人：
平田圭佑
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Toyota Technological Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高性能な熱電素子、熱ダイオード・スイッチ等を開発できれば、未利用熱・廃熱の活用につながり、省エネルギー・カーボンニュートラルな社会の実現に貢献することが可能となる。これらの素子の高性能化には、固体の熱伝導度を支配する因子を理解したうえで、物理的考察から性能向上指針を構築することが不可欠である。本研究は、銀カルコゲナイドで観測された異常な電子・格子熱伝導度(極めて低い格子熱伝導度、古典論では説明できない電子・格子熱伝導度の挙動)の物理的起源を先端の実験・計算手法を駆使して解明し、得られた知見から熱伝導を制御・設計する指針を構築すること、および、得られた指針を熱制御素子や新たな熱機能性材料の開発に応用することを目指した。これまでに、高品質試料作製法の確立、精密な物性測定、熱伝導度の温度・電場・磁場依存性測定、および、放射光を利用した精密結晶構造解析を行った。その結果、銀カルコゲナイドの熱伝導度の異常な挙動は、電子・格子熱伝導度の両方の変化で生み出されており、電子・格子熱伝導度の評価には、従来用いられてきた単純なヴィーデマン・フランツ則が役に立たず、フォノンの強散乱極限において長波長音響フォノンだけが熱輸送に寄与すると仮定したモデルが有効であることが分かった。極めて低い格子熱伝導度の起源については、Ag原子のスプリットサイトもしくは侵入型欠陥の形成と関連することが分かった。また、研究を通して得られた知見から、高性能な熱電素子、熱ダイオード、熱スイッチの開発には、共通して、極めて低い格子熱伝導度および半導体的電子構造を有する材料が必要と分かった。実際に、銀カルコゲナイドやSi-Ge合金を用いて、室温以上で高い性能を示す複合材料熱ダイオード素子、キャパシタ型熱スイッチ素子、および、磁気熱伝導度効果材料（熱スイッチ）を開発した。

High-performance medical equipment, high-performance medical equipment, and so on, do not make full use of the health care system, and do not make full use of it. You may not be able to make a contribution to the society. The factors of high performance, high performance and high performance. The purpose of this study is to study the origin of physics in the field of computer science. The origin of physics is the origin of physics. The method of calculation makes it possible to understand the system, and to design and control the system. It refers to the use of new functional materials to control the production of new functional materials. The determination of temperature, temperature, magnetic field dependence, temperature, magnetic field dependence, temperature, temperature, magnetic field dependence, temperature, temperature, magnetic field dependence, temperature, magnetic field dependence, temperature, temperature, magnetic field dependence, temperature, magnetic field dependence, temperature, temperature, magnetic field dependence, temperature, magnetic field dependence The results of the experiment, the results of the test, the results of the results, the results and the results. The distribution is limited to long-term sound distribution, long-term sound transmission, transmission, delivery and distribution. The origin of the low lattice temperature is very low, and the Ag atom is weak. The Ag atom is intrusive. The purpose of this paper is to obtain the information of the electronic engineering of the electronic equipment with low lattice temperature, high performance, high performance and low temperature. The temperature and temperature of the Si-Ge alloy are very high. The high mechanical properties above room temperature show that the composite materials are not pure, but the temperature and magnetic properties of the composite materials are very high.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of soid thermal diodes possessing a large thermo rectification ratio

开发具有大热整流比的固体热敏二极管

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keisuke Hirata;Yusuke Goto;Masaharu Matsunami;Tsunehiro Takeuchi
通讯作者：
Tsunehiro Takeuchi

Capacitor-type thin-film heat flow switching device

电容式薄膜热流开关装置

DOI：
10.35848/1347-4065/ac3723
发表时间：
2021
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Hirata Keisuke;Matsunaga Takuya;Singh Saurabh;Matsunami Masaharu;Takeuchi Tsunehiro
通讯作者：
Takeuchi Tsunehiro

Enhancement of thermoelectric properties of flexible Ag2S1-xSex (0 < x < 0.5) material by electronic structure modification

通过电子结构修饰增强柔性Ag2S1-xSex (0 < x < 0.5)材料的热电性能