ナノスケールでの異相界面における熱輸送メカニズム

摘要

熱電変換材料では，変換効率向上のため，電気伝導性を損なうことなく，熱伝導性を抑制することが求められる.電子とフオノンの平均自由行程の差を利用するナノ構造化による制御が注目されており，その1つとしてナノスケールでの界面形成による試みがある.しかし，明確に定義された界面間隔と界面構造のみを持つナノ界面を実験にて意図的に作製し，その界面が熱輸送をどの程度阻害するのかを定量評価することは困難である.このため，多彩な実験結果のみからではナノ界面における熱輸送のメカニズムへの理解に繋がらないことが多い.本研究は計算機実験により，明確に定義されたナノ界面における熱輸送のメカニズムの解明を目的とした.本研究では特に結晶Siと非晶質SiO_2からなるナノ界面に焦点を当て，異相界面による熱伝導への影響の定量評価を試みた.結晶Si/非晶質SiO_2界面は工学的に重要であり、熟電変換材料ゃシリコンデバイスとして幅広く利用されている.また，結晶Si表面の酸化により容易に形成できるため，本研究により得られた知見は，今後実験による検証が可能である.