2014 Fiscal Year Research-status Report
精密温度制御ブレークジャンクションによる低温量子伝導現象の探索
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26400313
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
辻井 宏之 金沢大学, 学校教育系, 教授 (10392036)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノコンタクト / 破断接合 / トンネル現象 / 量子化コンダクタンス / 低温物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブレークジャンクションは、基板を機械的に変形させることによって基板上に設置した金属細線を破断するとともに、破断された細線間の距離をナノスケール以下の精度でコントロールする実験方法で、量子ポイントコンタクトやナノワイヤーなどの微小接合における電気伝導度の研究に用いられている。本研究では、ブレークジャンクションを用いて制御したナノ接合を精密に温度制御することで、１次元電子系に特有な量子臨界現象の検証や、量子化電気伝導度と熱伝導度の同時観測による原子の電子軌道と熱伝達の関係の解明を通して、金属単原子鎖やナノデバイスの低温量子伝導現象を探索することを目的としている。
今年度は、温度制御用に断熱状態を保つことのできるブレークジャンクション装置の開発と、専用冷凍機の整備を行った。装置からナノジャンクションへの熱流入を減少させるため、非金属の基板を用いることにした。いくつかの材料で基板を試作し、接着した金属細線の切断や再接合が可能であるか低温でテストした。また、ナノジャンクションの熱伝導度測定のため、微小な温度計やヒーターの最適な値を数値シミュレーションにより検討した。新しく使用する基板の熱伝導度等も考慮し、新しいブレークジャンクション装置開発のための大部分の設計が終了した。測定用のリード線からの熱流入なども考慮した新しい冷凍機の整備も進んでおり、温度制御したナノジャンクションの低温量子伝導現象の探索の準備が整いつつある。
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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
ナノジャンクションの温度依存性や熱伝導度測定に必要な温度計およびヒーターの数値計算による検討により、新しいブレークジャンクション装置の設計がほぼ終了し、性能の検証のための試験などが行われた。現在、これと並行して、新しい装置の完成後に組み込むための冷凍機の整備を現有のものを改造して進めており、測定への準備ができつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
設計がほぼ終了した新しいブレークジャンクション装置を完成させ、必要な改良を行いながら、ナノジャンクションの温度依存性や熱伝導度の測定に取り掛かる。ナノジャンクションの電気伝導度や熱伝導度に現れる量子現象を、ジャンクションのサイズを変えながら検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度に申請した旅費の残額を有効利用し物品費として使用したが、少額の未使用分が残った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の物品費と合わせ装置開発に用いる金属材料や真空部品等の購入に使用する予定である。
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