به حداقل رساندن حرارتی کریستالی مواد با بهینه نانوساختار

استاد Junichiro Shiomi et al. از دانشگاه توکیو با هدف کاهش هدایت حرارتی نیمه هادی مواد با کاهش داخلی نانوساختار و با موفقیت به حداقل برسد حرارتی با طراحی ساخت و ارزیابی مطلوب نانوساختار-چند مواد از طریق مواد انفورماتیک (MI) که ترکیبی از یادگیری ماشین و شبیه سازی مولکولی. در سال 2017, این گروه تحقیقاتی یک روش برای طراحی یک ساختار مطلوب که به حداقل و یا حداکثر هدایت حرارتی از طریق MI بر اساس محاسباتی علم است. اما از آن شده است تجربی نشان داده و آماده سازی در مقیاس نانو ساختار و تحقق یک ساختار مطلوب بر اساس اموال اندازه گیری مورد نظر بودند.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از فیلم رسوب روش قادر به تنظیم در سطح مولکولی یک superlattice ساختار آن دو مواد بودند به تناوب لایه در چند نانومتر ضخامت و اندازه گیری از روش های است که می تواند ارزیابی هدایت حرارتی از یک فیلم در مقیاس نانو و متوجه شدم بهینه aperiodic superlattice ساختار است که به حداقل می رساند هدایت حرارتی. با بهینه ساختار تداخل موج از شبکه لرزش (فونون) که گرما به انجام شد حداکثر و حرارتی بود که به شدت تنظیم شده است.

در مطالعه حاضر با استفاده از نیمه هادی ساختار شبکه به عنوان مدل, گروه تحقیقاتی تایید ابزار MI روش در طراحی, ساخت, ارزیابی و مکانیزم توضیح نسبت به مقررات هدایت حرارتی. در آینده استفاده از MI روش برای مواد مختلف سیستم پیش بینی شده است. همچنین نشان داده شد که بهینه سازی aperiodic ساختار می تواند تنظیم حرارتی به طور کامل کنترل موج اموال فونونی در نزدیکی دمای اتاق. این است که انتظار می رود برای کمک به تحولات در فونون مهندسی برای مثال در حرارتی تبدیل, دستگاه, سنسور نوری و سنسور گاز که در آن هدایت حرارتی پایین مورد نیاز است در حالی که حفظ هدایت الکتریکی و خواص مکانیکی.

###

این پژوهش به عنوان بخشی از JST استراتژیک اساسی برنامه های تحقیقاتی (تاج): این پژوهش با موضوع "توسعه چند منظوره و هدف حرارتی دستگاه توسط mechano-حرارتی عاملدار" تحت تحقیقات منطقه "نوآوری علمی برای برداشت انرژی فن آوری است."

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.