熱電 変換 セミナー
        
磁性材料・部品の最新開発事例と応用技術
放熱・高耐熱材料の特性向上と熱対策技術
 
<セミナー No.808402>

★ナノスケールの熱輸送特性を理解し、材料開発へどう応用しているのか−
フォノンエンジニアリングによる
熱伝導制御と熱電変換材料への応用

■ 講師
1. 東京大学 生産技術研究所 准教授 博士(工学) 野村 政宏 氏
2. (国研)物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 グループリーダー&MANA主任研究者 博士(理学) 森 孝雄 氏
3. 豊田工業大学 教授 博士(工学) 竹内 恒博 氏
■ 開催要領
日 時 平成30年8月8日(水) 10:30〜16:45
会 場 [東京・五反田]技術情報協会 セミナールーム
聴講料 1名につき55,000円(消費税抜き・昼食・資料付き) 
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき50,000円(税抜)〕
〔大学、公的機関、医療機関の方には割引制度があります。詳しくは上部の「アカデミック価格」をご覧下さい〕
    ※定員になり次第、お申込みは締切となります。
■ プログラム

<10:30〜12:15>

1.フォノニック結晶ナノ構造による熱伝導制御と熱電変換応用

東京大学 野村 政宏 氏
【応用物理学会 フォノンエンジニアリング研究グループ代表】

 

【講座概要】
スマート社会の実現に不可欠なエネルギーハーベスティングやデバイスの放熱問題の意識の高まりを受け、ここ数年で熱エネルギーの取り扱いに大きな関心が集まっている。ナノ構造を含んだ材料・デバイス中の熱伝導はフーリエ則で記述できず、弾道性などのナノスケール特有の輸送特性を考慮しなければならない。近年、熱伝導をナノスケールの視点から理解したうえで材料や構造を設計することで、材料性能を飛躍的に向上させることが可能になってきた。本講演では、ナノスケールでの熱伝導(フォノン輸送)を巧みに取り扱うフォノンエンジニアリングの基礎をわかりやすく解説し、フォノニック結晶ナノ構造を用いた系を取りあげながら、より高度な熱伝導制御と熱電変換応用などへの取り組みを紹介する。

1.ナノスケールフォノン輸送と熱伝導
 1.1 なぜ「熱」が重要なのか?
 1.2 ナノスケールの熱伝導は何が違うのか?
 1.3 高効率熱伝導制御のための基礎知識

2.フォノンエンジニアリングの基礎
 2.1 フォノンの粒子的描像に基づく熱伝導制御
 2.2 フォノンの波動的描像に基づく熱伝導制御

3.ナノ構造による熱伝導制御の応用例
 3.1 熱電変換材料開発への応用
 3.2 熱電変換の基礎
 3.3 ウェハ型Si熱電変換デバイス
 3.4 エネルギーハーベスティングへの展望


【質疑応答・個別質問・名刺交換】


<13:00〜14:45>

2.フォノンエンジニアリングによる熱電材料の高性能化

(国研)物質・材料研究機構 森 孝雄 氏
 

【講座概要】
熱電材料は、固体素子で熱を電気に変換し得て、今後のIoT社会を支える無数のセンサーの自立電源としての期待も大きい。本講演では、そうした熱電材料における、フォノンエンジニアリングによる高性能化手法の、基礎からスペクトル学的理解の最前線を紹介・解説する。また、パワーファクター増強の新原理、広範囲実用化への課題と展望、そして熱電材料に限らない、放熱材料、断熱材料などの開発にも活用できる先端的なナノ・ミクロスケールの熱伝導率計測手法も紹介する。

1.熱電材料
 1.1 背景
 1.2 基礎原理
 1.3 現状と応用

2.熱電材料の高性能化原理(パワーファクター増強)
 2.1 バンドエンジニアリング
 2.2 磁性の活用
 2.3 ナノコンポジット化

3.熱電材料の高性能化原理(フォノンエンジニアリング)
 3.1 基礎原理
 3.2 ナノ構造制御手法
 3.3 フォノン散乱のスペクトル学的理解
 3.4 最先端の高性能材料
 3.5 フォノンエンジニアリングの課題と展望

4.先端的なナノ・ミクロスケールの熱伝導率計測手法

5.IoTなどへ向けた熱電材料の実用化


【質疑応答・個別質問・名刺交換】


<15:00〜16:45>

3.電子構造とフォノン分散を考慮した物性理解と新規熱電材料の設計指針

豊田工業大学 竹内 恒博 氏
 

1.Introduction
 1.1 熱電材料に関する基礎知識
 1.2 熱電材料研究における問題点と電子構造およびフォノン分散の重要性

2.熱電材料設計指針
 2.1 スペクトル伝導度と線形応答理論
 2.2 材料設計指針構築
 @電子構造因子と熱伝導度因子
 A重要なエネルギー領域とモデル計算
 B化学ポテンシャルの温度依存性
 C格子熱伝導度を低下させる因子

3.高性能熱電材料開発 〜#1 電子構造による材料スクリーニングと不純物フォノン散乱〜
 3.1 Al-Mn-Si
 3.2 MnSiγ
 3.3 FeVAl
 3.4 FeVSb

4.高性能熱電材料開発 〜#2 電子構造の建設的変調と不規則構造・非調和振動〜
 4.1 MnSiγ
 4.2 Si-Ge

5.新たな取り組み
 5.1 エネルギー選択散乱効果
 5.2 キャリア濃度自己変調効果

6.まとめ


【質疑応答・個別質問・名刺交換】


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