2016 Fiscal Year Annual Research Report
Observation of hydrogen absorption and diffusion via quantum tunneling using metallic nanocontacts
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26600102
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
河江 達也 九州大学, 工学研究院, 准教授 (30253503)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲垣 祐次 九州大学, 工学研究院, 助教 (10335458)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属ワイヤの線径をバルクからナノサイズまで精密に制御できるブレークジャンクション実験を液体水素中などの低温環境で実施することで、量子トンネルによる水素の侵入・拡散過程の直接観測を行っている。
まずT～20Kで直径～7nmのPdナノワイヤを作製した後に液体水素を導入すると、微分伝導信号dI/dVは大きく変化する。ピュア金属で見られるシャープなピーク状の形状からピーク全体がブロードになる。さらにこれを微分したd2I/dV2は、水素導入前は、水素導入前には伝導電子ーフォノン散乱に起因してV=±20meV近傍にピーク状の以上が見られるが、導入後にはV=±60eV近傍に異常が現れ、信号全体の形状が大きく変化することがわかった。この信号は室温で十分に水素吸蔵させ低温で測定したPdH～0.6水素化金属の信号と非常に良く一致する。
さらに異常が見られるV～60meVはPd中にトラップされた水素の第一励起順位によく一致する。つまり金属中に水素が侵入した際に見られる実験結果はバイアス電圧によって加速された電子がPd中にトラップされた水素に衝突することで、水素が励起するという描増で理解できることがわかった以上の結果は(Applied Physics Letters誌, 106, 021605 (2015))論文として掲載されている。
同様の実験をPd同様に水素吸蔵金属として知られる、V, Nbナノコンタクトを用いて行ったところ、液体水素からそれぞれのコンタクトへの水素吸蔵が確認された。これらの結果についても日本物理学会や国際会議などで報告している。
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Research Products
(12 results)
