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酸化物熱電変換材料の転位による熱伝導低減機構の解明及びその制御指針の提案

阐明氧化物热电转换材料中位错引起的热传导降低机制并提出控制指南

基本信息

批准号：
22KJ2195
负责人：
関本渉
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2195/
关键词：
酸化物転位熱伝導フォノン熱電変換計算科学分子動力学法

项目摘要

本研究では、結晶・転位構造が比較的単純で理解が容易となるMgO等のモデル材料を対象に、実際の転位組織の影響の解析に先んじて孤立転位が熱伝導に与える影響を理論計算により詳らかに解明することを試みる。本年度では大別して以下の3点を行った。1. 熱伝導特性と配位環境変化の関係を検討し、格子熱伝導度に対する縦波・横波等のフォノンモードそれぞれに対し、様々な孤立した静的な転位が原子レベルでのフォノン熱伝導に与える影響の解明を試みた。その結果、転位芯や弾性ひずみがそれぞれ異なるモードのフォノン伝導を抑制していることが明らかになった。これにより、転位による個別フォノンモードを散乱機構が示唆され、孤立転位周りの熱伝導に関する理解が深まった。2. 実材料のような転位が入り乱れた組織の解析に先んじて、転位同士の相対的な位置関係のみを変化させた単純な転位組織をモデリングし、転位同士の相互作用、すなわち原子間結合の更なる歪みや転位の相対的な安定性等が格子熱伝導度に与える影響の解析を試みた。この際、転位同士の相対的な位置関係の変化による原子環境変化とフォノン特性の関係にも焦点を当てた。その結果、材料中に転位が均一に分布し転位による歪み場の分散が最大となる組織が熱伝導度を最も抑制することが明らかになった。このように、格子熱伝導度を低減するために有効な転位配置が明らかになりつつある。3. より現実的な転位組織が格子熱伝導機構に与える影響の検討のために、キンク転位をモデリングし、キンク転位中の刃状・らせん各成分が格子熱伝導度に与える影響の解析を試みた。その結果、各成分の変化による局所構造の変化、あるいは結合ひずみに起因して格子熱伝導度が低減することが分かった。これにより、現実の転位組織が格子熱伝導度に与える具体的な影響の理解がより深まった。

In this study, it is easy to understand the simple and clear comparison of crystal structure and bit structure, as well as the materials such as MgO and so on. The analysis of the influence of weaving is carried out first, and the theoretical calculation of the influence of the isolated 転 position and the heat 伝 is calculated, and the details of the explanation are explained and the experiment is carried out. This year's big farewell is the following 3 o'clock. 1. Thermal conductivity characteristics and the relationship between changes in the coordination environment, the lattice thermal conductivity, and the relationship between horizontal and transverse waves, etc.ぞれに対し,様々なisolatedしたquietな転 Positionがatomicぬベルでのフォノン热伝guiに andえるeffectの解明をtrialみた.そのRESULT,転 Position coreや弾性ひずみがそれぞれdifferentなるモードのフォノン伝Director していることが明らかになった.これにより, 転 Position による Individual フォノンモードを scattered organization がshows instructing され, 転 Position week りの热伝guide に关する understands が深まった. 2.実 Material のような転 Position が入り乱れた Organization のANALYSIS に前んじて、転 Position fellow scholar The positional relationship between each other and the relationship between them The interaction between the atoms and the interaction between the atoms, the stability of the bond between atoms, the stability of the turbulent position, the thermal conductivity of the lattice, and the analysis of the influence of える. The positional relationship of the このrealm, the position of the same person and the relationship between the atomic environment and the characteristic of the atomic environment are the same as the focus of the relationship. As a result, the material has a homogeneous distribution, a distortion field, a maximum dispersion, a maximum thermal conductivity of the structure, and a maximum suppression of the thermal conductivity.このように, grid thermal conductivity を low reduction するために effective な転 bit configuration が明らかになりつつある. 3. The より's current な転 Bit organization が lattice heat transfer mechanism に and える influence の検のために, キンク転 Bit をモデリThe blade shape and らせん of each component of ングし and キンク転 are analyzed and tested based on the lattice thermal conductivity and influence of える. The result, the change of each component, the change of the structure, the cause of the combination, the reduction of the thermal conductivity of the lattice, and the reduction of the heat conductivity.これにより、The current structure of the lattice thermal conductivity and the specific influence of the がよりdeep まった.