| Project/Area Number |
22K18690
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | 走査型熱顕微鏡 / 局所熱測定 / 熱顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、温度感度の優れた超伝導小型温度センサーを走査システムと組み合わせることで、超高感度の走査型熱顕微鏡を開発することである。さらに、開発した測定システムを用いて、キタエフスピン液体や量子スピン液体などのバルク熱測定で見られる実験ごとの矛盾点・不一致点に対して、局所的な視点から考えるきっかけを作る。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this work, we fabricated a high-precision small thermometer using NbTi wire, which is utilized under high-field superconducting magnets. This thermometer measures temperature by evaluating the changes in the critical current and can achieve a precision of below 10-5 K in zero magnetic field. We used a conventional piezo system to scan the sample surface with the thermometer. Unfortunately, the thermometer's durability was low, and during the scan, repeated contact with the sample caused the change in the temperature calibration values. In the future, we will consider improving the thermometer's strength or fixing the thermometer and moving the heat source as potential solutions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、高磁場でも動作可能な超高感度の走査型熱顕微鏡を開発するという初の試みである。当初の計画通り、小型温度センサーはNbTiを含む超伝導接合によって成功した。しかし、センサーの機械的強度が不足しており、走査中に試料と接触すると状態が変化し、再現性に問題が生じた。さらなる改善が必要であるが、今後の研究指針を示す重要な成果を得ることができたと考えている。
本研究で用いたセンサー作製には、微細加工装置などの大型装置を利用する必要がなく、手作りで作製できるという特徴がある。これは、高額化する現代のモノづくりに一石を投じる意義もあると考えている。
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