Meta-phononics of disordered solid system including mass transport

无序固体系统的元声学（包括质量传递）

• 批准号: 22H04950
• 负责人: 塩見 淳一郎
• 金额: $ 122.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04950/
• 关键词: 不秩序構造; フォノン輸送; 質量輸送; ナノ構造; メタフォノニクス

静的な不秩序系の研究については、均一的な窒化シリコン系の非晶質材料を主な対象として、コンビナトリアルスパッタ成膜によって様々な組成や構造を有する試料を作製し、熱伝導率の評価を行った。その中で、重元素を添加すると、非晶質構造でも伝播するフォノンモードであるPropagonが散乱され得ることを見出した。さらなる展開を見据えて、数百nm厚レベルのナノ構造制御材料を実現するべく、コンビナトリアルスパッタ成膜とパルスインジェクションを組み合わせた新規概念の実験装置を開発した。グラファイトに塩化マンガンと塩化鉄を同時にインターカレーションする方法を偶然見出し、この複合的なインターカレーションによって面直方向の熱伝導率を大きく低減することに成功した。微細構造解析により、多くの観察箇所で３層毎に分子層が１層導入されるStage3構造を有し、導入層の多くが塩化マンガンから成り、それ以外は頻塩化鉄から成ることが明らかになった。フォノン気体運動論モデルから、面直方向のフォノンの実効平均自由行程が層間距離の数倍まで小さくなっていることが分かった。動的な不秩序系の研究については、グラファイトや六方晶窒化ホウ素ナノチャネルにおけるフォノンと水流動の相互作用を検証するための、グラフェンの加工や転写などの2次元材料ナノチャネルの作製工程を確立した。加工の際、電子線描画などのプロセスを洗練させて効率的ナノ構造作製を可能にした。グラファイトや六方晶窒化ホウ素界面における水の構造を解明するために、和周波発生分光測定を試行した。これらの現象の数値解析系を整備するべく、固体薄膜に挟まれた有機分子膜の熱輸送特性を分子動力学シミュレーションによって解析した。特に有機分子の構造や動的挙動による影響を明らかにするため、有機分子密度や薄膜間圧力を変化させた計算系により界面熱輸送特性を分析した。

Study of static amorphous systems, preparation of samples and evaluation of thermal conductivity of amorphous materials with uniform and homogeneous structure, film formation, composition and structure In addition to heavy elements, amorphous structures are scattered. The development of new concepts and devices for the realization of structural control materials with a thickness of several hundred nm has been carried out. The thermal conductivity in the vertical direction is greatly reduced. Microstructural analysis: 3 layers, 1 molecular layer, 3 structural layers, 1 molecular layer, 2 molecular layer, 3 molecular layer, 3 molecular layer The average free path of the particle motion in the vertical direction is several times smaller than that in the horizontal direction. The research of dynamic disorder system is to establish the process engineering of hexagonal crystal structure, hexagonal crystal structure, hexagonal During processing, electronic line drawing, cleaning and efficiency of the structure may be possible. A preliminary study on the structural analysis of hexagonal crystals and their cyclic emission spectra The numerical analysis of this phenomenon is based on molecular dynamics analysis of heat transport characteristics of solid films. The structure of organic molecules and their influence on the interfacial heat transfer characteristics are analyzed.

项目成果

準安定ゲルマニウムの強化された熱電性能

增强亚稳态锗的热电性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 孟 涵;邵 成;生駒 嘉史;河野正道;塩見 淳一郎
• 通讯作者: 塩見 淳一郎

Quest for manipulating heat by complex nanostructures

寻求通过复杂的纳米结构操纵热量

• 发表时间: 2022
• 作者: 熊谷 晴;菊川 豪太;Junichiro Shiomi
• 通讯作者: Junichiro Shiomi

エネルギー材料DXの研究事例と展望

能源材料DX研究实例及展望

• 发表时间: 2023
• 作者: 塩見淳一郎;松田翔一;津田宏治
• 通讯作者: 津田宏治

有機分子接合した固体接触界面における熱輸送特性の解析

有机分子键合固体接触界面的热传输特性分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 熊谷 晴;菊川 豪太
• 通讯作者: 菊川 豪太

インターカレーションによるグラファイトの熱伝導の変調

通过插层调节石墨的热传导

• 发表时间: 2022
• 作者: Harsh Chandra;Yijia Wu ;Masato Ohnishi ;Bin Xu ;Hideaki Tanaka;Yuki Kanazawa;Suguru Noda;Junichiro Shiomi
• 通讯作者: Junichiro Shiomi