Exploration of microscopic heat dynamics using microscopic metal islands

• Project/Area Number: 25K17325
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 洋介 東京大学, 物性研究所, 助教 (90999202)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 熱輸送 / 量子ホール / ナノデバイス

Outline of Research at the Start

量子コンピュータの構成素子である量子ビットをはじめとしたナノデバイス開発において、熱・ 電気ノイズの管理が重要性を増している。多くの量子ビットは極低温動作を前提としており、集積化に伴い増大する熱ノイズはビットの安定性に深刻な影響を及ぼす。特に分数量子ホール(FQH)の詳細な熱輸送については議論が続いている。
本研究では、極低電子温度環境下でFQHと微小金属島を組み合わせ、これを高速測定・制御することで、ミクロな熱輸送のダイナミクスを高精度に明らかにする。
なおこの熱流測定手法は、絶縁体を含む様々な材料と量子ホール試料のハイブリッド系に拡張可能である。