二次元原子層における異種層間熱伝達機構の実験的解明

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本研究では異なる二次元材料を積層し、層間の熱伝導を独自の方法で見積もることで、次世代電子デバイスとして期待されている二次元積層ヘテロデイバスの同味の効果的な排熱に資する知見を得ることを目的としている。今年度までに2次元原子層薄膜の面内・面外熱（フォノン）伝導を明らかにしてきた。層間の相互作用がフォノンの伝導にどのように影響を与えているかを積層角の観点から論ずるため、量子エミッタとしても注目されているh-BNとグラフェンの層間熱コンダクタンスを計測した。また、より高精度な熱計測のため、ダイヤモンド中のNVセンターを用いた温度計測システムを開発した。さらにグラフェン/h-BN/グラフェンの3層構造としたときの面外熱抵抗を計測し、層間熱伝導とフォノンプラズモンの輻射のついても検討した。一方h-BNとグラフェンの層間相互作用の影響を低周波フォノンの観点から明らかにするため、積層構造の機械共振を計測した。積層に基づく特異な振動形態を確認し、熱伝導にも影響を与える因子を検討した。