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金属ナノコンタクトに対する低温水素吸蔵を利用した電子状態制御

Research Project

Project/Area Number 17J04934
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

高田 弘樹  九州大学, 工学府, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords金属水素化物 / トンネル拡散 / ナノ接合 / 点接合分光法 / 金属ナノコンタクト / 低温水素吸蔵
Outline of Annual Research Achievements

液体水素中に浸したニオブ、バナジウム、パラジウム、チタンなどの金属ナノ接合に対して、点接合分光法を用いて微分伝導度の測定を行った。この実験から、これら金属のナノ接合の両端に30mV程度の微少な電圧を印加することで、温度T<20Kの低温でも水素の吸蔵を誘起することができることが明らかになった。
また、この手法を用いて作成した金属水素化物ナノ接合の2階微分信号には、室温で作成した水素化物によるナノ接合では現れない、特異なスパイク状の異常が出現することが分かった。そして、この観測されたスパイク状の異常について、その出現電圧値は金属ナノ接合の接合径に依存していることを観測した。さらに、このスパイク状異常の出現電圧値の接合系依存性から、ナノ接合への微少電圧印加による水素吸蔵誘起には、電子とフォノン間の非弾性散乱により励起されたフォノンが密接に関与していることが示された。これは、フォノン励起により「フォノンアシスト拡散」が起こっている可能性があることを示している。
液体水素中に浸したバナジウムナノ接合においては、水素吸蔵に伴ってその微分伝導信号が大きく変化することを観測した。加えて、バナジウムナノ接合から水素を脱離させることによって、その信号がもとの信号に戻ることも観測された。したがって、水素吸脱によってバナジウムナノ接合の電子輸送特性が制御可能であることが分かった。加えて、変化後の微分伝導信号の温度に対する依存性からは、バナジウムナノ接合の水素化によって、そのフェルミ面付近の電子状態密度に何らかの変調が生じていることも示唆されている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] In situ Magnetization Measurement of Superconducting Transition in PdH0.82 and PdD0.79 Prepared by Low-Temperature Absorption2018

    • Author(s)
      Yuji Inagaki, Si Wen, Yousuke Kawasaki, Hiroki Takata, Yuji Furukawa, and Tatsuya Kawae
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Issue: 12 Pages: 123701-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.123701

    • NAID

      210000135028

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Low-temperature hydrogen absorption into V and Nb metals from liquid hydrogen2018

    • Author(s)
      Takata H、Ienaga K、Shiga M、Islam Md S、Inagaki Y、Tsujii H、Hashizume K、Kawae T
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 969 Pages: 012008-012008

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012008

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low-temperature hydrogen absorption in metallic nanocontacts studied by point-contact spectroscopy measurements2017

    • Author(s)
      Takata H.、Islam M. S.、Ienaga K.、Inagaki Y.、Hashizume K.、Kawae T.
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 897 Pages: 012009-012009

    • DOI

      10.1088/1742-6596/897/1/012009

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fano profiles in palladium nanoconstrictions2017

    • Author(s)
      Islam M.S.、Takata H.、Ienaga K.、Inagaki Y.、Tsujii H.、Kawae T.
    • Journal Title

      Solid State Communications

      Volume: 262 Pages: 16-19

    • DOI

      10.1016/j.ssc.2017.06.004

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kondo-Fano resonance in atomic-scale contacts for ferromagnetic metals2017

    • Author(s)
      M.S. Islam, H. Takata, Y. Ueno, K. Ienaga, Y. Inagaki, H. Tsujii and T. Kawae
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conf. Series

      Volume: 807 Issue: 8 Pages: 082002-082002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/8/082002

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 低温でのイットリウム水素化物ナノコンタクトの生成と電子輸送特性測定2019

    • Author(s)
      高田弘樹、宮川一慶、稲垣祐次、辻井宏之、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導Nbナノコンタクトへの水素吸着・吸蔵に伴う電気伝導特性変化2018

    • Author(s)
      高田弘樹、宮川一慶、家永絋一郎、稲垣祐次、辻井宏之、橋爪健一、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温で生成した金属水素化物ナノコンタクトの電流―電圧特性異常2018

    • Author(s)
      高田弘樹、家永絋一郎、稲垣祐次、辻井宏之、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導金属ナノコンタクトへの水素吸着・吸蔵による電気伝導特性異常2018

    • Author(s)
      高田弘樹、宮川一慶、稲垣祐次、辻井宏之、河江達也
    • Organizer
      第124回日本物理学会九州支部例会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温でのNbナノコンタクト内におけるフォノン励起による水素拡散誘起2018

    • Author(s)
      高田弘樹、家永紘一郎、稲垣祐次、辻井宏之、橋爪健一、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Nbナノコンタクトへの低温水素吸蔵とフォノン励起による水素拡散の誘起2018

    • Author(s)
      高田弘樹、家永紘一郎、稲垣祐次、辻井宏之、橋爪健一、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素により生じる超伝導ナノ接合の電気伝導特性の異常2018

    • Author(s)
      宮川一慶、高田弘樹、梶原裕太、稲垣祐次、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(2018年)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温におけるNbナノコンタクト内のフォノン励起に誘起された水素拡散2017

    • Author(s)
      高田弘樹、家永紘一郎、モハメドサイフルイスラム、稲垣祐次、辻井宏之、橋爪健一、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノコンタクトで生成される非平衡フォノンに誘起された金属中水素の拡散2017

    • Author(s)
      高田弘樹、家永紘一郎、モハメドサイフルイスラム、稲垣祐次、辻井宏之、橋爪健一、河江達也
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Nbナノコンタクト内の励起フォノンによる低温での水素拡散2017

    • Author(s)
      高田弘樹、家永紘一郎、稲垣祐次、辻井宏之、橋爪健一、河江達也
    • Organizer
      第123回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Low-temperature hydrogen absorption into V and Nb metals from liquid hydrogen2017

    • Author(s)
      Takata H、Ienaga K、Shiga M、Islam Md S、Inagaki Y、Tsujii H、Hashizume K、Kawae T
    • Organizer
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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