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電荷密度波を用いた微小熱機関の構築と確率的熱力学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K03528
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関福井工業高等専門学校

研究代表者

松浦 徹  福井工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (60534758)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード電荷密度波 / 確率的熱機関 / MEMS / マスクレスフォトリソグラフィ / 機械振動 / フォトリソグラフィ / 熱力学
研究成果の概要

本研究の目的は、電荷密度波と機械振動の相互作用を明らかにし、電荷密度波を用いた確率的熱機関の実験系を構築することである。電荷密度波は、低次元導体結晶で発現する電子状態であり、機械的変形と電荷密度波運動との相互作用がある。電荷密度波物質を微小な機械振動子に加工することで、数10ナノメートルの微小な機械振動を電気信号として検出できると期待される。ミクロスケールの機械振動子デバイスを作成のためのマスクレスフォトリソグラフィシステムの構築、電荷密度波物質NbS3、TaS3、NbSe3の化学気相成長、電荷密度波機械振動子のプロトタイプの測定、機械振動素子の振動測定のためのレーザー振動計を製作した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電荷密度波を用いた自律型の確率的熱機関が構築できれば、確率的熱機関の測定を通して熱力学の基礎を検証することができる。電荷密度波は室温でも生じる物質があるので、環境の熱ゆらぎを利用した自律型分子マシン、ナノマシンへの応用が期待される。また、生命が行っている熱ゆらぎの利用や制御に対して、人工的にデザインされた確率的熱機関の実験から新しい知見を得ることができる考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Ulm University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Imaging the atomic -scale effects of controlled disorder on an ordered electronic state in 2D quantum materials2022

    • 著者名/発表者名
      M. K. Kinyanjui, T. Matsuura
    • 学会等名
      Chem2Dmat (European conference on chemistry of two-dimensional materials)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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