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タイトルModulation of Heat Flow via Electrochemical Doping in Conducting Polymer PBTTT 著者Shun-ichiro Ito, Kan Ueji, Shigeki Saito, Takuma Shiga, Satoshi Kusaba, Takashi Yagi, Shun Watanabe, Taishi Takenobu, and Kazuhiro Yanagi* 雑誌情報 Communication Materials XX (XX) , XX (2026) DOI10.1038/s43246-026-01151-8 URLhttps://doi.org/10.1038/s43246-026-01151-8 概要 本論文では、導電性高分子PBTTT 薄膜の層状積層方向（膜厚方向）における熱伝導率を、電気化学ドーピングによって連続的かつ可逆的に変調できることを示しました。ゲート印加下でのAu-TDTR測定により、熱伝導率は未ドープ状態の0.198 W m-1 K-1 からドープ状態で0.253 W m-1 K-1へと最大28%増加し、この変調が繰り返し可能であることを確認しました。さらに、実験と理論計算の比較から、この熱伝導率変化は主としてキャリア輸送ではなく、TFSIイオンのインターカレーションに伴う局所構造変化とフォノン媒介熱輸送の変化に由来することを明らかにしました。本研究は、東京都立大学・柳教授の研究グループ、名古屋大学・竹延教授の研究グループ、理化学研究所・渡邉チームディレクターの研究グループおよび産業技術総合研究所 物質計測標準研究部門 先端熱解析研究グループとの共同研究成果です。

タイトルAnharmonic lattice dynamics study of phonon transport in layered and molecular-crystal indium iodides 著者Takuma Shiga*, Yoshikazu Mizuguchi, and Hiroshi Fujihisa 雑誌情報 Journal of Physics D: Applied Physics 59 (10) , 105303 (2026) DOI10.1088/1361-6463/ae4a36 URLhttps://doi.org/10.1088/1361-6463/ae4a36 概要 本研究では、組成により層状構造（InI）または分子結晶的構造（InI3）をとるインジウムヨウ化物を対象に、第一原理に基づく非調和格子動力学計算によりフォノン熱輸送を体系的に解析しました。粒子的輸送（Peierls-Boltzmannに基づく寄与）と、波動的輸送（バンド間トンネリングに由来する寄与）を比較した結果、いずれの物質も広い温度域で格子熱伝導率が 1 W m-1 K-1 未満に留まることを示しました。さらに、波動的寄与は InI3 では粒子寄与と同程度まで重要になる一方、InI では小さいことを明らかにしました。また、実験で報告されている高圧相 InI3 について、積層欠陥や In サイト占有の不規則性が示唆されている点に着目し、積層順序の異なる複数の秩序化モデルを構築して安定性と熱輸送を評価しました。その結果、積層順序によるエネルギー差・熱伝導率の差はいずれも小さく、面内熱輸送は積層の違いよりも In2I6 層そのものの振動特性に主として支配されることが示唆されました。本研究は、東京都立大学・水口准教授らの研究グループおよび産業技術総合研究所 物質計測標準研究部門 先端熱解析研究グループとの共同研究成果です。

タイトルThermally Modulated Specular Phonon Transport in a High-Debye-Temperature Diamond Nanobeam 著者Seohee Jang, Seung-Woo Jeon, Takuma Shiga, Jeeyong Shin, Sangwook Han, and Woosung Park* 雑誌情報 Advanced Science TBD (TBD) , e23242 (2026) DOI10.1002/advs.202523242 URLhttp://doi.org/10.1002/advs.202523242 概要 本論文では、単結晶ダイヤモンド・ナノビームにおける境界でのフォノン反射を、温度を制御パラメータとして変調できる可能性を示しました。室温から約140 Kまでの熱伝導率測定により、熱伝導率は温度低下とともに単調に減少する一方、第一原理計算とボルツマン輸送方程式に基づく「完全拡散境界散乱」モデルからは低温ほど系統的に外れることを確認しました。この乖離を解析した結果、低温域で鏡面的なフォノン—境界散乱の寄与が増大していること、さらにその温度感度がシリコンよりもダイヤモンドで大きいことを示しています。本研究は、Hanyang UniversityのPark准教授らの研究グループとの共同研究成果です。

タイトルTopological descriptor for interpretable thermal transort prediction in amorphous graphene 著者Kosuke Yamazaki, Takuma Shiga, Kumpei Shiraishi, and Emi Minamitani* 雑誌情報 Science and Technology of Advanced Materials: Methods 6 (1) , 2623676 (2026) DOI10.1080/27660400.2026.2623676 URLhttps://doi.org/10.1080/27660400.2026.2623676 概要 本論文では、二次元アモルファスグラフェンを対象に、トポロジカルデータ解析手法であるパーシステントホモロジーを用いることで、熱伝導率を高精度に予測できることを示しました。さらに回帰結果の逆解析により、熱伝導率の低下と強く関係する「局所的な原子配列の特徴」として、歪んだ六角形や三角形に由来する構造が重要であることを特定しました。これらの特徴は低周波の局在振動と対応しており、熱輸送を抑制するという物理的解釈も得られました。本研究は、大阪大学・南谷教授らの研究グループとの共同研究成果です。