2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノコンタクトを利用した微小領域のエネルギーフローと単分子磁石の研究
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24540314
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
大塚 洋一 筑波大学, 数理物質系, 教授 (50126009)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノコンタクト / 非平衡状態 / 電子温度・格子温度 / 超伝導ポイントコンタクト / 熱伝導 / 単原子・単分子接合 / overheating |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 微小温度計付きアルミニウムMBJ試料の作製に成功した。温度センサーは約250nm× 200nmのAuGe合金抵抗温度計であり、破断接合をはさんで2個が配置されている。各センサーと接合の間は1.4μmしか離れていない。またAlとの間はAlの表面参加によって十分絶縁されている。この試料を希釈冷凍機で50mK以下まで冷却し、温度センサーの抵抗が半導体的な変化を示すことを確認した。さらにMBJの破断・再結合を行い、様々な接合状態におけるMBJの電流・電圧特性と温度上昇を同時測定することができた。接合のジュール損に対する温度上昇の割合は約50K/μWであり、これはLeeらによる温度センサーを内蔵したSTMプローブを使った報告（室温）より約3桁高く、筒井らによる100μm級のPt抵抗温度計を用いた報告（液体窒素温度）より2桁高い感度である。
(2) IV特性に見られるAl接合部の超伝導・常伝導転移と微小温度計の測温を測定し、メゾスコピック領域で電子温度と格子温度の同時測定をはじめて行うことができた。Alの超伝導破壊が生じるバイアス条件で、温度センサーは0.6～0.7Kを示した。
(3) 接合のジュール損失による温度センサの温度上昇は、電流が小さい領域では電流極性にはよらないが、電流の増加と共に極性に依存するケースが見られた。
(4) さらに二つのAuGe抵抗の一方をヒーターとし、他方を温度計として使用することによって、ナノコンタクトの熱伝達を調べ、接合抵抗による熱伝達の変化を確認した。現在これらの結果の解析を行っている。
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