内田 健一

スピントロニック・サーマルマネージメント

研究代表者

内田 健一

主たる共同研究者

安 東秀	北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科　准教授
長野 方星	名古屋大学 大学院工学研究科　教授
三浦 良雄	物質・材料研究機構 磁性・スピントロニクス材料研究拠点　グループリーダー

研究概要

磁性材料やスピントロニクスに基づく熱エネルギー制御原理とその応用に向けた基盤技術を構築します。これにより、局所温度制御を可能にするナノ熱コントローラ、磁性体の磁化方向で熱整流方向を設定できるリコンフィギュラブル熱ダイオード、熱流を望みの方向に曲げられる熱サーキュレータ、磁場印加によって温度や熱伝導率を変調できる熱スイッチ、という4つの熱制御機能を開拓し、サーマルマネジメント技術に展開します。

小原 拓

分子界面修飾とナノ熱界面材料による固体接合界面熱抵抗低減

研究代表者

小原 拓

主たる共同研究者

菊川 豪太	東北大学 流体科学研究所　准教授
佐藤 正秀	宇都宮大学 工学部　教授
長野 方星	名古屋大学 大学院工学研究科　教授
元祐 昌廣	東京理科大学 工学部　教授
八木 貴志	産業技術総合研究所 物質計測標準研究部門　研究グループ長

研究概要

電力変換に不可欠なパワーモジュールなど電子機器では、発生した大量の熱の除去や有効利用のため、半導体素子からモジュール外への熱の流れが重要ですが、多数の微細な積層間でこれが阻害される界面熱抵抗が大きな問題となっています。本研究は、層間への機能分子の付加（分子界面修飾）やナノ物質（熱界面材料）の適用などの方法により、強固な熱的接続を形成し、総合的に界面熱抵抗を低減するナノスケールの理論と技術を確立します。

大宮司 啓文

ナノ空間材料に内包された水の吸着・移動の熱制御

研究代表者

大宮司 啓文

主たる共同研究者

遠藤 明	産業技術総合研究所 化学プロセス研究部門　部門付
千足 昇平	東京大学 大学院工学系研究科　准教授
平出 翔太郎	京都大学 大学院工学研究科　助教
松田 亮太郎	名古屋大学 大学院工学研究科　教授

研究概要

本研究では、珪素系多孔質材料、炭素系多孔質材料、金属有機構造体の3種類のナノ空間材料に内包された水の吸着・移動を熱によって制御することに取り組みます。材料合成、実験計測、および理論解析の技術開発を行います。また、原子スケールからマクロスケールまで熱、物質の移動を解析するソフトウエアを開発し、ナノ空間材料を用いて空気中の湿分制御を高効率に行う新技術を創出します。

宮崎 康次

有機ー無機ヘテロ界面によるフォノン・電子輸送フィルタリング

研究代表者

宮崎 康次

主たる共同研究者

飯久保 智	九州大学 大学院総合理工学研究院　教授
沈 青	電気通信大学 大学院情報理工学研究科　教授
早瀬 修二	電気通信大学 i-パワードエネルギー・システム研究センター　特任教授

研究概要

性質が大きく異なる有機材料と無機材料の接触面を用いて、熱と電子の輸送をふるいにかける熱制御基盤技術を構築し、応用として熱から直接発電する熱電変換技術の低コスト化と高効率化をめざします。目標達成に必須な、接触する材料原子の振動の様子など現象の根源的な理解のため、実験と数値解析を併用しそのメカニズムを解明します。低温度で発電できる唯一と言える本技術の高効率化を通じ熱エネルギーの有効利用に貢献します。

柳 和宏

フレキシブルマテリアルのナノ界面熱動態の解明と制御

研究代表者

柳 和宏

主たる共同研究者

竹延 大志	名古屋大学 大学院工学研究科　教授
平原 佳織	大阪大学 大学院工学研究科　准教授
山本 貴博	東京理科大学 理学部第一部　教授

研究概要

中低温領域の膨大な排熱利用やIoT電源には、可とう性・伸縮性を有する高性能フレキシブル熱電変換素子の実現が必要不可欠です。しかしフレキシブル性の起源となるホッピングナノ界面での、電気伝導・熱起電力・熱伝導の三者の関係の正確な理解は全く出来ていません。そこで本研究では、電子構造・ナノ接合構造を精密に制御したフレキシブル材料を用いて、三者のフェルミレベル依存性を解明し、その機構の解明と制御を行います。