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エネルギー・電池
( Z182 )

フォノンエンジニアリング~マイクロ・ナノスケールの次世代熱制御技術~

フォノンエンジニアリング~マイクロ・ナノスケールの次世代熱制御技術~

発刊日
2017年09月01日
体裁
B5判 280頁
ISBN
978-4-86043-509-7
Cコード
C3042
価格(税込)
37,800
( STbook会員価格(税込)STbook会員価格
37,800 円)

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発行 : (株)エヌ・ティー・エス
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著者リスト


塩見淳一郎 東京大学大学院工学系研究科 教授
有江 隆之 大阪府立大学大学院工学研究科 准教授
野村 政宏 東京大学生産技術研究所マイクロナノ学際研究センター 准教授
中村 芳明 大阪大学大学院基礎工学研究科 教授
宮﨑 康次 九州工業大学大学院工学研究院 教授
徐 一斌 国立研究開発法人物質・材料研究機構統合型材料開発・情報基盤部門  情報統合型物質・材料研究拠点データプラットフォーム プラットフォーム長
池田 浩也 静岡大学電子工学研究所 准教授
畑中 大樹 日本電信電話株式会社物性科学基礎研究所量子電子物性研究部 研究員
水田 博 北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス系 卓越教授
Marek Schmidt 北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス系 博士研究員
小川 真一 国立研究開発法人産業技術総合研究所ナノエレクトロニクス研究部門 招聘研究員
Manoharan Muruganathan 北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス系 助教
只野 央将 国立研究開発法人物質・材料研究機構若手国際研究センター ICYS研究員
粟野 祐二 慶應義塾大学理工学部 教授
八木 貴志 国立研究開発法人産業技術総合研究所物質計測標準研究部門熱物性標準研究グループ 主任研究員
児玉 高志 東京大学大学院工学系研究科 特任准教授
志賀 拓麿 東京大学大学院工学系研究科 助教
垣辻口 篤 地方独立行政法人大阪産業技術研究所応用材料化学研究部 部長
山口 浩 国立研究開発法人産業技術総合研究所先進パワーエレクトロニクス研究センター 副研究センター長
喜々津 哲 株式会社東芝研究開発センタースピンデバイスラボラトリー 研究主幹
竹内 恒博 豊田工業大学大学院工学研究科 教授
大越 慎一 東京大学大学院理学系研究科 教授
所 裕子 筑波大学大学院数理物質科学研究科 准教授
渡邉 孝信 早稲田大学理工学術院 教授

目次


序文 フォノンエンジニアリングの概要と展望 塩見 淳一郎
1. はじめに
2. フォノンエンジニアリングのアプローチ
3. フォノンエンジニアリングの基礎技術
4. おわりに

第1章 材料・機能
第1節 グラフェンのフォノンエンジニアリング─同位体と構造欠陥の効果─ 有江 隆之
1. はじめに
2. グラフェンの熱伝導と同位体による低減
3. グラフェン内の欠陥による熱伝導率の低減
4. まとめ
第2節 フォノンエンジニアリングによるナノ加工シリコン熱電変換材料開発 野村 政宏
1. はじめに
2. シリコンナノ構造における熱伝導の物理
3. ナノ加工シリコン熱電変換材料の開発
4. おわりに
第3節 ナノ構造技術を用いた熱および電気の同時制御 中村 芳明
1. はじめに
2. ナノ構造を用いた熱流・電流制御の戦略とナノ構造形成技術
3. エピタキシャルSiナノドット連結構造
4. エピタキシャルGeナノドット含有Si薄膜構造
5. まとめ
第4節 多孔質Si薄膜の熱伝導制御 宮﨑 康次
1. はじめに
2. Siにおけるフォノンの平均自由行程
3. Siの熱伝導率計算
4. MEMS技術を利用したSi薄膜の熱伝導率測定
5. まとめ
第5節 極低熱伝導率を有する機能性熱遮蔽材料 徐 一斌
1. はじめに
2. ナノ・ミクロンスケール組織制御
3. アモルファス材料
4. ナノ構造材料と界面効果の利用
5. 原子レベルの構造制御
6. まとめ
第6節 シリコンナノ構造による熱電変換デバイスの高性能化 池田 浩也
1. 熱電変換デバイスの性能
2. シリコン熱伝導率の低減
3. シリコンナノ構造におけるゼーベック係数
4. まとめ
第7節 フォノニック結晶による超音波フォノン制御 畑中 大樹
1. はじめに
2. 一次元フォノニック結晶導波路
3. フォノニック結晶導波路の空間制御性
4. フォノニック結晶導波路の動的制御性
5. まとめと展望
第8節 NEMS技術とフォノンエンジニアリング 水田 博, Marek Schmidt, 小川 真一, Manoharan Muruganathan
1. まえがき
2. NEMSにおけるフォノンエンジニアリング
3. グラフェンNEMSを用いた熱フォノンエンジニアリングの可能性

第2章 ナノ熱計測・シミュレーション
第1節 第一原理フォノン伝導計算 只野 央将
1. はじめに
2. 密度汎関数法
3. 熱輸送の理論
4. 第一原理フォノン伝導シミュレーション
5. おわりに
第2節 電子輸送とフォノン輸送のシミュレーション技術 粟野 祐二
1. はじめに
2. 擬セルフコンシステント・モンテカルロモデル
3. 解析結果と考察
4. まとめ
第3節 パルス光加熱サーモリフレクタンス法による薄膜および界面での熱伝導 八木 貴志
1. はじめに
2. 原 理
3. パルス光加熱サーモリフレクタンス法による薄膜材料の評価
第4節 単一ナノ構造材料の熱伝導計測 児玉 高志
1. はじめに
2. 単一ナノ構造材料の熱伝導計測の特徴
3. サスペンドマイクロデバイスを用いた定常測定法
4. 自己ジュール加熱法による単一ナノ構造材料の熱伝導率計測
5. その他の熱伝導率計測法
6. 今後の展望
第5節 フォノン輸送のマルチスケール性 志賀 拓麿
1. はじめに
2. マルチスケールフォノン輸送
3. おわりに

第3章 期待される応用研究
第1節 カーボンナノ繊維ハイブリッド分散複合材料による放熱技術 垣辻 篤
1. はじめに
2. 試料の作製と熱伝導率向上の要因
3. 複合材料の熱伝導特性
4. まとめ
第2節 SiC等の先進パワー半導体における抜熱技術 山口 浩
1. はじめに
2. パワー半導体素子の現状
3. 熱抵抗低減による抜熱性能の向上
4. 高温動作化による抜熱性能の向上
5. おわりに
第3節 熱アシスト磁気記録─フォノンエンジニアリングへの期待─ 喜々津 哲
1. はじめに
2. 熱アシスト磁気記録の概要
3. フォノンエンジニアリングの観点からの熱アシスト磁気記録の課題
4. おわりに
第4節 異常電子熱伝導度と異常格子熱伝導度の発現機構と熱ダイオードへの応用 竹内 恒博
1. はじめに
2. 複合固体熱ダイオード
3. 複合固体熱ダイオードの特徴
4. 電子熱伝導度と格子熱伝導度
5. 異常熱伝導度を示す材料群
6. 室温以上の温度領域で動作する熱ダイオードの開発
7. おわりに
第5節 長期的に熱エネルギー保存できる蓄熱セラミックス 大越 慎一, 所 裕子
1. はじめに
2. 材 料
3. 圧力誘起のスイッチング現象
4. 圧力誘起スイッチング機構における熱収支
5. 第一原理フォノンモード計算
6. 電流誘起スイッチング現象と光誘起スイッチング現象
7. 圧力誘起スイッチングの熱力学的メカニズム
8. 最後に
第6節 オン・シリコン熱電発電デバイスの開発 渡邉 孝信
1. はじめに
2. オン・シリコン熱電発電デバイスの報告例
3. 新方式のオン・シリコン熱電発電デバイス
4. 新方式熱電発電の実施例
5. 今後の展望