| 研究課題/領域番号 |
18H01885
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29030:応用物理一般関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
大江 武彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30443170)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
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| キーワード | 量子ホールアレー素子 / 量子ホール効果 / GaAs/AlGaAs / 直流電気抵抗標準 / 高抵抗測定 / 極低温電流比較ブリッジ / 微小電流測定 / 量子メトロロジートライアングル / 直流抵抗標準 / 二次元電子系 / 微小電流 / 高抵抗精密測定 / 高抵抗 / 微小電流精密測定 / 量子化高抵抗 / コンタクト抵抗 |
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| 研究成果の概要 |
直流抵抗の一次標準に用いられる量子ホール素子を直列に775個接続し、公称値がほぼ10 MΩとなる量子ホールアレー素子や、88個の素子を直並列に組み合わせた1 MΩ素子、10個のホールバーを直列に接続した129 kΩ素子などを作製し評価した。米国の標準研究所であるNISTと共同で、極低温電流比較器ブリッジを用いてそれらの素子精密評価を行い、129 kΩ素子や1 MΩ素子が8桁の精度でその設計値に一致する量子化抵抗値を示すことを確認した。1 MΩの素子に関しては、量子化抵抗値の磁場依存性を評価し、約2 Tの磁場範囲で、量子化抵抗値が設計値に30 nΩ/Ω未満で一致することを世界で初めて確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
標準抵抗器は、マンガニンやニクロムといった金属材料の線や箔をコイル状やミアンダー状に加工して作られている。こうした標準抵抗器は安定であるものの、経年変化したり温度や湿度、気圧などに対して抵抗値が変化する。それに対して量子ホール効果により得られた量子化抵抗値は常に普遍的であるため、国際的に直流抵抗の一次標準として用いられている。この量子ホール素子を組み合わせて作られた高抵抗素子も同じく安定であり、既存の高抵抗測定系の信頼性の評価や、微小電流の精密測定に寄与できる。ジョセフソン電圧標準、単一電子トンネリング電流標準と共に量子効果の確認を行う量子メトロロジートライアングル検証に用いる予定である。
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