日本科学技术署 实际制作了用非周期超晶格结构设计的最佳纳米结构，并通过评估其热导率来验证其最佳性能
图:实际结构是制作样品的电子显微镜图像
此外，通过进一步分析最佳结构中的声子输运，阐明了降低热导率的机理
学分:东京大学 小泉纯一郎教授等
来自东京大学的科学家致力于通过减少内部纳米结构来降低半导体材料的热导率
研究人员通过结合机器学习和分子模拟的材料信息学，成功地通过设计、制造和评估最佳纳米结构-多层材料来最小化热导率
2017年，该研究小组开发了一种基于计算科学的方法，通过多元智能设计一种最佳结构，使热导率最小化或最大化
然而，它还没有被实验证明，纳米尺度结构的制备和基于性能测量的最佳结构的实现是期望的
因此，研究小组使用了一种薄膜沉积方法，该方法能够在分子水平上调节超晶格结构，其中两种材料以几纳米的厚度交替层叠，并且使用了一种测量方法，该方法可以在纳米尺度上评估薄膜的热导率，并且实现了使热导率最小化的最佳非周期性超晶格结构
利用最佳结构，传导热量的晶格振动(声子)的波干涉被最大化，并且热导率被强烈调节
在本研究中，以半导体晶格结构为模型，研究小组验证了多元智能方法在设计、制造、评估和热导率调节机制中的实用性
在未来，多元智能方法应用于各种材料系统是可以预见的
研究还表明，非周期结构的优化可以通过充分控制声子在近室温下的波动特性来调节热导率
预计这将有助于声子工程的发展，例如热电转换器件、光学传感器和气体传感器，其中需要低热导率，同时保持导电性和机械性能
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