界面熱移動現象の動的計測に基づくマルチスケール熱抵抗発現メカニズムの理解

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本研究は，物質の接触界面で熱流が阻害される現象である界面熱抵抗の発現メカニズムを明らかにするため，界面の局所的な熱抵抗分布をマイクロスケールで計測する技術を開発することで，界面に存在する固・気・液相間の相互熱輸送をはじめとする熱抵抗因子と熱抵抗の相互作用を明らかにすることを目的とする．2021年度は，前年度までに開発したロックインサーモグラフィ式界面熱抵抗分布計測手法を用いて，熱抵抗地のオーダーが既知の参照試料を製作して実際に測定を行い，得られた局所的熱抵抗値の妥当性を示した．さらに局所計測を本研究の目的である分布計測への発展も行った．特に，分布測定実現への大きな課題であった周波数領域での測定時の実測データに意図されない位相遅れが含まれる現象について，様々なアプローチで検証を行った結果，当初想定していた測定装置のデータ処理遅延に起因するものではなく，加熱レーザー光の散乱及び迷光が主因の可能性が高いことを明らかにした．そして，その補正方法も確立し実用的な試料を用いた実証測定ではこれまでの手法では不可能であった高熱抵抗スポットの存在の可視化を分布測定により明らかにするなど，今後の熱抵抗因子と熱抵抗との相関解析を可能にし，熱抵抗メカニズムの理解へと繋がる重要な測定手法の開発に成功した．以上は申請時の計画通りの内容であり十分な進捗であると考える．以上のような状況から，2021年度は分布測定への拡張を含めた計測手法の完成と実証を行い，研究実績として国際誌への論文投稿を1報，国際会議での発表を2件，国内学会での発表を2件行い，日本熱物性学会奨励賞を拝受した．また追加で得られた成果をまとめた論文を国際誌へ投稿するため執筆中である．