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研究者プロフィール
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野村 政宏 教授
NOMURA Masahiro

研究者ウェブサイト

専門分野

量子融合エレクトロニクス

部門・センター組織

LIMMS/CNRS-IIS (IRL※2820) 国際連携研究センター

情報・エレクトロニクス系部門

マイクロナノ学際研究センター

大学院・専攻

工学系研究科 電気系工学専攻

工学系研究科 先端学際工学専攻

研究紹介ポスター

関連キーワード
フォノンエンジニアリング, エネルギーハーベスティング, 半導体ナノ構造, 熱伝導, フォノニクス, フォノニック結晶, 熱電変換
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【記者発表】原子層の「表と裏」を使い分けて熱の通り道を設計――三次元チップの放熱に向け、熱を横に逃がし縦に通さない積層構造を計算で提案――
#東大生研 の ウ シン 特任助教、野村 政宏 教授らの共同研究グループは、表と裏で原子の種類が異なる「ヤヌス型」の原子層を、1枚ずつ表裏の向きを選んで重ねる設計法「フリッピング・エンジニアリング」を提案しました。機械学習とシミュレーションを組み合わせ、8,192通りの積層構造のうち約3％を調べるだけで、横方向の熱伝導率が縦方向の約760倍（室温）になる構造を見いだしました。同じ厚さの規則正しい結晶積層と比べて、約35％高い値です。横方向の熱の通りやすさをほぼ保ったまま、縦方向の熱だけを選択的に抑えられる点が特徴です。実際の作製と検証は今後の課題ですが、三次元半導体チップの熱対策に役立つ新たな材料設計の指針となることが期待されます。
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【共同発表】レーザで描くフォノニックナノ構造による半導体サーマルマネジメント －ナノ構造を高速・低環境負荷で作製、実用化の加速に期待－（発表主体：東京科学大学）
このたび、東京科学大学 工学院 機械系の半間 大基 大学院生、キム・ビョンギ 助教、伏信 一慶 教授と #東大生研 の野村 政宏 教授らの研究チームは、伝熱制御特性を持つフォノニックナノ構造を従来の1,000倍以上の高速で作製しました。 サーモリフレクタンス法とモンテカルロシミュレーションにより、構造内部での熱輸送メカニズムを解明しました。高性能・省エネルギーな電子機器や量子デバイスの実現に貢献することが期待されます。
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【記者発表】三次元マイクロ流路で半導体チップの省エネ水冷を実現――AI半導体の高性能化を支える高効率放熱技術――
#東大生研 の野村 政宏 教授らの研究チームは、特殊な三次元マイクロ流路構造を持つ水冷システムを開発し、世界最高レベルの冷却効率と高い安定性を達成しました。この熱管理技術により、AIチップや高出力電子機器の性能向上と省エネ化が可能となり、次世代電子機器の開発とカーボンニュートラルの実現への貢献が期待されます。
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【報告】第９回東京大学と仏・高等師範学校エコール・ノルマル・スューペリユールとの物理に関する交流ワークショップ開催（開催日：2024/12/9.10）
12月９日（月）、10日（火）の２日間にわたり、第９回となる本学と仏・高等師範学校エコール・ノルマル・スューペリユール（以下、ENS）との物理に関する交流ワークショップが、＃東大生研 セミナー室にてハイブリッド形式で開催されました。
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【記者発表】テスラバルブの概念を固体熱伝導に拡張し、熱整流に成功――フォノンの流体的性質を用いた新しい熱機能デバイスに期待――
#東大生研 のシン コウ 特任助教と野村 政宏 教授らは、高純度グラファイトで現れる熱を運ぶ粒子「フォノン」の流体的な性質を利用し、流体で用いられるテスラバルブの整流機能を、固体における熱伝導で初めて実現しました。理論的には、室温でもこの熱整流の効果が有効であり、スマートフォンやパソコン、LEDなどの発熱の大きな電子機器の熱管理に広く利用されることが期待されます。
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【記者発表】人間の直感を超えた弾性波の制御構造を高速に自動設計――モバイル機器応用などに期待――
#東大生研 のディエゴ ミシェル 特任助教、野村 政宏 教授らは、遺伝的アルゴリズムを用いて、弾性波の伝播特性を制御するフォノニック結晶ナノ構造を自動設計し、所望の機能を実現する弾性構造を設計・作製し、効果を確認しました。構造最適化の探索範囲が人間の直感を超えた複雑な形状にも広がることで、より高性能な弾性波伝搬制御構造を高速かつ自動で設計することが可能になり、スマホなどに用いられる表面弾性波素子などへの応用が期待されます。
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【記者発表】シリコンナノ構造で環境熱から発電――トリリオンセンサ社会に貢献――
#東大生研 の柳澤 亮人 特任助教、野村 政宏 教授らは、熱の流れを制御するナノ構造を用い、大面積で大量生産が可能なシリコン熱電発電素子を実現し、これまでのシリコン薄膜を用いた素子に比べ、10倍以上大きな発電性能を達成しました。膨大な需要が見込まれるセンサの自立電源として活躍が期待でき、老朽化したインフラのモニタリングへの活用などにより、社会の安全性向上に貢献することが期待されます。
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【記者発表】シリコン膜からの熱放射の倍増に成功 ――半導体デバイスの排熱問題の解決に期待――
東京大学 大学院工学系研究科 立川 冴子 大学院生（日本学術振興会特別研究員）（研究当時）、#東大生研 ホセ オルドネス 国際研究員、ロラン ジャラベール 国際研究員、セバスチャン ヴォルツ 国際研究員、野村 政宏 教授らの研究グループは、シリコン膜の表面をわずかに酸化させることで、酸化膜界面の格子振動により熱放射が増幅される表面フォノンポラリトンを熱励起し、シリコン膜からの熱放射を倍増させることに成功しました。今後、排熱を課題とする電子機器の熱管理や輻射ヒーター、宇宙空間での放熱などに応用が期待されます。
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【記者発表】熱伝導の異方性が温度で逆転するシリコンナノ構造を実現 ――和装柄構造で半導体デバイスの進化に貢献――
#東大生研 のキム ビョンギ 特任助教、野村 政宏 教授らは、和装柄の一つである青海波に着目し、熱を運ぶ粒子の「フォノン」の指向性を利用することで、熱伝導の異方性を温度で逆転させる構造を実現しました。本構造の実現により、半導体デバイスの熱管理技術に新展開をもたらし、発熱の激しい先端半導体などの発展に貢献することが期待されます。
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【報告】本所・杉並区・科学自然都市協創連主催　杉並区・交流自治体とともに考えるワークショップ「台風制御技術のある未来・災害対応シミュレーション・地域連携」開催（開催日：2024/1/24）
１月24日（水）に＃東大生研において、杉並区職員と、杉並区と交流関係にある全国各地の自治体の職員を対象に、災害・防災をテーマとした３つのワークショップ等を開催された。
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＃東大生研ダイニングラボでは、６月から９月にかけて、連続企画である「はし休めプチトーク」や「IIS BREAK TIME for Students」が、また、新交流企画の「KOMANI BREAK TIME」や実証実験企画も、開催された。
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【記者発表】熱を運ぶ粒子「フォノン」の流れを理解し、放熱材料の性能を向上――半導体デバイスの排熱問題の解決に期待――
#東大生研 のシン コウ特別研究員（日本学術振興会特別研究員）、ヤンユ グオ特別研究員（日本学術振興会特別研究員）（研究当時）、野村 政宏 教授らは、理論的に、熱を運ぶフォノンの流体的な振る舞いによる熱輸送の効果を明確にし、実験的に同位体を除去した高純度グラファイトで熱伝導が増強されることを確認しました。理論的には、室温でもこの熱輸送の効果は有効であり、スマートフォンやパソコン、LED、パワー半導体などの発熱の大きな電子機器の熱管理に広く利用されることが期待されます。
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【報告】第２回LIMMS & LAAS-CNRSワークショップ開催報告（開催日：2022/6/13,14）
６月13日（月）、14日（火）の２日間にわたってフランスのトゥールーズで開催された本ワークショップでは、#東大生研 のLIMMS/CNRS-IIS 国際連携研究センターとフランス国立科学研究センターのシステム分析・アーキテクチャ研究所の研究者が、マイクロ・ナノテクノロジーに関する研究活動を発表し、意見を交換し合った。
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【共同発表】光で窒化シリコン薄膜の熱伝導率を倍増～半導体デバイスの高性能化につながる新たな放熱機構～（発表主体：科学技術振興機構）
#東大生研 の野村 政宏 准教授らの研究グループは、光とフォノンの混合状態である表面フォノンポラリトンを用い、窒化シリコン薄膜の熱伝導率を倍増することに成功しました。新しい放熱機構として、半導体デバイスの高性能化への貢献が期待されます。
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