El profesor Junichiro Shiomi et al., De la Universidad de Tokio, tenía como objetivo reducir la conductividad térmica de los materiales semiconductores al reducir la nanoestructura interna y minimizar con éxito la conductividad térmica al diseñar, fabricar y evaluar los materiales óptimos de nanoestructura-multicapa a través de la información de materiales MI, que combina el aprendizaje automático y la simulación molecular. En 2017, este grupo de investigación desarrolló un método para diseñar una estructura óptima que minimiza o maximiza la conductividad térmica a través de MI basada en la ciencia computacional. Sin embargo, no se ha demostrado experimentalmente, y la preparación deSe deseaban estructuras a escala nanométrica y la realización de una estructura óptima basada en mediciones de propiedades.
Por lo tanto, el grupo de investigación utilizó un método de deposición de película capaz de regular, a nivel molecular, una estructura de superredes en la que dos materiales se estratificaron alternativamente a varios nm de espesor, y un método de medición que podría evaluar la conductividad térmica de una película en nano-escala, y se dio cuenta de la estructura óptima de la superrejilla aperiódica que minimiza la conductividad térmica. Con la estructura óptima, la interferencia de onda de la vibración reticular fonón que conduce el calor se maximizó, y la conductividad térmica se reguló fuertemente.
En el presente estudio, utilizando la estructura de red semiconductora como modelo, el grupo de investigación verificó la utilidad del método MI en el diseño, fabricación, evaluación y aclaración de mecanismos hacia la regulación de la conductividad térmica. En el futuro, la aplicación del MIse anticipa el método para varios sistemas de materiales. También se demostró que la optimización de la estructura aperiódica puede regular la conductividad térmica al controlar completamente la propiedad de onda de un fonón a temperatura ambiente cercana. Esto se espera que contribuya a los desarrollos en ingeniería de fonones, por ejemplo, en termoeléctricadispositivos de conversión, sensores ópticos y sensores de gas, donde se necesita baja conductividad térmica mientras se mantienen la conductividad eléctrica y las propiedades mecánicas.
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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