Research on Si based thermoelectric material by nanostructuring

纳米结构硅基热电材料研究

• 批准号: 24656576
• 负责人: NOMURA Masahiro
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24656576/
• 关键词: ナノ伝熱; フォノニクス; フォノニック結晶; 廃熱利用; 熱工学; マイクロ・ナノデバイス; 半導体超微細化; 熱電変換

The objective of this research is investigation of the possibility of enhancement of the thermoelectric conversion efficiency of nanostructured Si, which has low environmental load. The key is control of phonon transport, which results in higher performance by reducing the thermal conductivity.We challenged the artificial control of thermal conductivity on the basis of phononics. Formation technology of as small as 100-nm-period air-suspended Si nanostructure has been developed. A high through put and reliable time-domain micro thermoreflectance system for thermal conductivity measurements for micro/nano structures has been developed. We have succeeded in observing a characteristic ballistic phonon transport at room temperature in nanostructures and clear reduction in thermal conductivity in phononic crystal nanostructures compared with those in nanowires. This result shows that this structure is useful for thermal conduction engineering.

本研究的目的是探讨提高具有低环境负荷的纳米结构硅热电转换效率的可能性。关键是控制声子输运，从而通过降低热导率来提高性能。我们挑战了在声学基础上对导热系数的人为控制。小到100纳米周期的空气悬浮硅纳米结构的形成技术已经得到了发展。研制了一种高通量、可靠的时域微热反射系统，用于测量微纳结构的热导率。我们已经成功地观察到室温下声子在纳米结构中的弹道输运特征，并且声子晶体纳米结构的导热系数明显低于纳米线结构。结果表明，该结构在热传导工程中具有实用价值。

项目成果

Si phononic crystal nano structures for controlling thermal conduction

用于控制热传导的硅声子晶体纳米结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Takeyuki Fujisaka;Ryosuke O. Suzuki;M. Nomura
• 通讯作者: M. Nomura

フォノニクスによる熱伝導制御と熱電変換応用

使用声子学的热传导控制和热电转换应用

• 发表时间: 2013
• 作者: 伊藤 圭太;箱崎英俊;木下 博嗣;鈴木亮輔;神野郁夫，島一成，島崎紘亘， 山下良樹 大高雅彦，橋本周，荒 邦章 尾鍋秀明;野村政宏
• 通讯作者: 野村政宏

東京大学生産技術研究所 野村研究室ホームページ

东京大学工业科学研究所野村实验室主页

From p hotonic to phononic - toward heat tr ansfer control by MEMS nanostructure s

从光子到声子 - 通过 MEMS 纳米结构进行传热控制

• 发表时间: 2014
• 作者: 神野郁夫;島一成;山下良樹;大高雅彦;橋本周;荒邦章;尾鍋秀明;M. Nomura
• 通讯作者: M. Nomura

シリコン一次元周期ナノ構造における熱伝導率低減の起源に関する考察

硅一维周期性纳米结构导热系数降低的根源探讨

• 发表时间: 2014
• 作者: Jeremie Maire;堀琢磨;塩見淳一郎;野村政宏
• 通讯作者: 野村政宏