2021.02.22【論文紹介】超高速構造ダイナミクスによるカーボンナノチューブ糸/シートのCNT間界面でのフォノン輸送

背景

現代の情報化社会は，集積回路の微細化によって成り立っているが，ナノスケールサイズの集積回路ではリーク電流による発熱が大きな課題となっている．そこで熱・電気伝導特性に優れている，カーボンナノチューブ(CNT)が注目されている．一方で，熱輸送特性に関係するフォノンとキャリア輸送のダイナミクスは未解明である．

目的・手法

CNT糸/シート中のCNT間におけるフォノン・キャリア輸送ダイナミクスを解明するために，超高速時間分解電子回折と超高速光学分光法を用いた．また，CNT糸/シートを通電加熱処理した場合としない場合で比較した．

結果

通電加熱処理を行うことで，CNT糸/シートが電気伝導率を維持したまま，熱伝導率が向上することが明らかになった．これは，CNT間界面でのアモルファスカーボンのグラフェンへの構造変化に起因していると考えられる．この結果は，超高速時間分解電子回折・超高速光学分光法から得られたフォノンの時間的振る舞いと一致する．これは，ナノスケールデバイスでの新たな熱的・電気的特性制御の可能性を示唆している．

論文情報

タイトル： Phonon transport probed at carbon nanotube yarn/sheet boundaries by ultrafast structural dynamics

ジャーナル：Carbon , 170, 165-173 (2020).

DOI：10.1016/j.carbon.2020.08.026

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