• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Observation of hydrogen absorption and diffusion via quantum tunneling using metallic nanocontacts

Research Project

Project/Area Number 26600102
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kawae Tatsuya  九州大学, 工学研究院, 准教授 (30253503)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 稲垣 祐次  九州大学, 工学研究院, 助教 (10335458)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords金属中水素 / 液体水素 / 吸蔵・拡散 / 量子現象 / トンネル効果 / ナノコンタクト / 微分伝導測定 / 水素吸蔵・拡散 / 金属ナノコンタクト / ブレークジャンクション実験 / Vibrating Wire法 / パラジウム / バナジウム / 吸蔵・拡散
Outline of Final Research Achievements

We develop a new technique to detect hydrogen (H) atoms absorbed in metals using point-contact spectroscopy (PCS). When the contact regime is smaller than the mean free path of conduction electrons, the electrons are transferred through the steep potential drop without energy dissipation in the regime, and then lose their energy by inelastic electron scattering with excitations such as phonon. This leads to a peak anomaly, corresponding to the state density of the excitation, in the differential conductance spectra. In the present study, PCS is used for the detection of vibrational modes of absorbed H atoms.
Further, we found that inelastic electron scattering between the electrons and H atoms induces low temperature H absorption in palladium, vanadium and niobium nanocontacts from liquid H2. From the time and bias voltage dependences of the differential conductance spectra, we reveal that H absorption develops by applying bias voltage 30-50 mV.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (21 results)

  • [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
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spin polarization measurements in ferromagnetic SrRuO3 using point-contact Andreev reflection technique2017

    • Author(s)
      M. Shiga, N. Nishimura, Y. Inagaki, T. Kawae, H. Kambara and K. Tenya
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conf. Series

      Volume: 807 Issue: 8 Pages: 082001-082001

    • DOI

      10.1088/1742-6596/807/8/082001

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Magnetism of gold nanorods probed using electron spin resonance2016

    • Author(s)
      Y. Inagaki, H. Yonemura, N. Sakai, Y. Makihara, T. Kawae, and S. Yamada
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 109 Issue: 7 Pages: 072404-072404

    • DOI

      10.1063/1.4961369

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spectroscopic study of low-temperature hydrogen absorption in palladium2015

    • Author(s)
      K. Ienaga, H. Takata, Y. Onishi, Y. Inagaki, H. Tsujii, T. Kimura, and T. Kawae
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 106 Issue: 2 Pages: 021605-021605

    • DOI

      10.1063/1.4905729

    • Related Report
      2015 Research-status Report 2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 金属ナノコンタクトへの低温水素吸蔵と共鳴トンネル現象の観測2017

    • Author(s)
      高田弘樹, 家永紘一郎, 上野友輔, 瀬尾優太, 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 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄ナノコンタクト上に吸着した水素系が示す2レベル近藤状態の解明2017

    • Author(s)
      梶原裕太, 高田弘樹, 家永紘一郎, 稲垣祐次, 瀬尾優太, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Nbナノコンタクトへの低温での水素吸蔵と共鳴トンネル現象の観測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 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Kondo-Fano resonance in atomic-scale contacts for ferromagnetic metals2016

    • Author(s)
      M.S. Islam, H. Takata, Y. Ueno, Y. Inagaki, H. Tsujii, K. Hashizume, T. Kawae
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-05-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin polarization measurements in ferromagnetic SrRuO3 using point-contact Andreev reflection technique2016

    • Author(s)
      M. Shiga, N. Nishimura, Y. Inagaki, T. Kawae, H. Kambara, K. Tenya
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Hangzhou, China
    • Year and Date
      2016-05-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Vナノコンタクトへの低温での水素・重水素吸蔵現象と電気伝導特性変化2016

    • 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, 大塚哲平, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-22
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 金属ナノコンタクトへの低温水素注入による電子状態制御2016

    • 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, 大塚哲平, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ナノコンタクトを用いた低温における金属水素化物の生成および物性測定2016

    • Author(s)
      梶原裕太, 高田弘樹, 家永紘一郎, 稲垣祐次, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 電気伝導測定を用いた金属ナノコンタクト中水素の共鳴トンネル現象の観測2016

    • Author(s)
      高田弘樹, 家永紘一郎, 梶原裕太, 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 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 非弾性電子分光法による鉄ナノコンタクト内の水素ダイナミクス解明2016

    • Author(s)
      梶原裕太, 高田弘樹, 家永紘一郎, 稲垣祐次, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] トンネル効果による金属内への水素吸蔵・拡散と生成水素化物の物性解明2016

    • Author(s)
      河江達也
    • Organizer
      物性研短期研究会 「走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Low temperature hydrogen absorption in metallic nanocontacts studied by point-contact spectroscopy measurements2016

    • Author(s)
      T. Kawae, H. Takata, S. Islam, K. Ienaga, Y. Inagaki, K. Hashizume
    • Organizer
      1st Asian ICMC-CSSJ50
    • Place of Presentation
      Kanazawa Theatre
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ポイントコンタクト分光法を利用した金属内への水素吸蔵過程の解明2015

    • Author(s)
      河江 達也, 高田 弘樹, 家永 紘一郎, 橋爪 健一, 稲垣 祐次
    • Organizer
      低温工学会
    • Place of Presentation
      姫路商工会議所
    • Year and Date
      2015-12-02
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 液体水素温度における金属ナノコンタクトへの水素吸蔵現象と電気伝導特性変化2015

    • Author(s)
      上野友輔, 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, 大塚哲平, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Vibrating wireを用いたパラジウムの水素吸蔵・放出特性2015

    • Author(s)
      稲垣祐次, 西村充, 横王子穂香, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 液体水素温度におけるV,Nbナノコンタクトへの水素吸蔵現象の研究2015

    • Author(s)
      高田弘樹, 家永紘一郎, 上野友輔, モハメドサイフルイスラム, 稲垣祐次, 辻井宏之, 橋爪健一, 大塚哲平, 河江達也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 液体水素温度における金属ナノコンタクトへの水素・重水素吸蔵現象の研究2015

    • Author(s)
      高田弘樹,家永紘一郎,上野友輔,Md. Saiful Islam,川崎洋輔,稲垣祐次,辻井宏之,橋爪健一,大塚哲平,河江達也
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 量子トンネルによるPdへの水素吸蔵現象の直接観測実験2014

    • Author(s)
      河江達也,家永紘一郎,高田弘樹,稲垣祐次,辻井宏之
    • Organizer
      日本金属学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 金属バナジウムへのトンネル効果による水素吸蔵現象2014

    • Author(s)
      高田弘樹,家永紘一郎,稲垣祐次,辻井宏之,橋爪健一,大塚哲平,河江達也
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-10
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Conductance measurements of He and H2 molecular devices2014

    • Author(s)
      H. Takata, K. Ienaga, Y. Inagaki, T. Kawae
    • Organizer
      IUMRS-ICA 2014
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2014-08-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Hydrogen absorption in Pd at low temperatures2014

    • Author(s)
      T. Kawae, K. Ienaga, Y. Onishi, H. Takata, Y. Inagaki, H. Tsujii
    • Organizer
      第27回低温物理国際会議(LT27)
    • Place of Presentation
      ブエノスアイレス
    • Year and Date
      2014-08-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi