2021 Fiscal Year Research-status Report
Transport phenomena in bismuth nanowires
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18KK0132
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
長谷川 靖洋 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60334158)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伏屋 雄紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00377954)
村田 正行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80717695)
小峰 啓史 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90361287)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノワイヤー / ビスマス / 量子状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノスケール直径とミリスケール長さを同時に実現した単結晶Bi(ビスマス)製ナノワイヤーを用いて、トポロジカル絶縁体に代表されるようなスピン軌道相互作用が輸送現象に与える影響に注目し、1次元状態特有の輸送現象と電子状態を実験・理論の面から解明することを目的とする。研究を遂行するにあたり、世界に先駆けてナノワイヤーの開発と物性測定に成功した日本の研究グループが中心となり、物性測定用ナノワイヤーへのナノ加工と熱電物性測定を進め、伝導率，ゼーベック係数，ホール係数，ネルンスト係数測定を行う。また、バルクBiでの電子状態の解明と、スピン軌道相互作用と熱電物性の研究を推進するため国際共同研究の体制を構築し、量子ネルンスト係数測定を用いた極低温・強磁場における量子物性測定と解析につなげていく。実験結果を元にして、量子効果を完全に取り入れた理論構築を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ビスマスのバンド構造・フェルミ面構造をもとに、ホールならびに３つの電子それぞれの電流方向の有効質量とそれと垂直な方向の有効質量を考慮した上で、それぞれの平均自由行程に対して散乱プロセスまで考慮することで、実験で得られていた低温領域での特異な抵抗率温度変化を再現できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
単結晶Bi(ビスマス)製ナノワイヤーによる実験を軸にした国際共同研究を展開するため、2022年以降、海外に長期滞在し実験を進めるための準備を進めている。これまでコロナ禍の影響で、海外への渡航がかなり制限されていたこともあり、昨今の渡航制限の状況を鑑み、加えて、理論モデルの構築などを受けて、日本で作成したナノワイヤーサンプルをフランス・アメリカの共同研究先に持ち込み、密接な国際共同研究体制を再構築する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で、海外渡航許可が下りないため。令和4年度以降に渡航し、集中的な共同研究を進める，もしくは令和5年度へ1年間の延長も想定している。
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