コルビノ型量子ホール系の巨大熱電性能指数とランダウ冷却

• 研究課題/領域番号: 24K06914
• 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13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 遠藤 彰 東京大学, 物性研究所, 助教 (20260515)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 熱電性能指数 / 量子ホール効果 / コルビノ型試料 / ランダウ冷却 / 極低温

研究開始時の研究の概要

低温・強磁場下にあり、量子ホール効果を示す２次元電子系を量子ホール系と呼び、その輸送特性の測定には、長方形状試料に電極をつけたホールバー形状か、円状の試料の中心部と外周部に電極をつけたコルビノ形状のいずれかが用いられる。本研究はコルビノ形状の量子ホール系を対象とする。理論的予測の通り、熱電変換効率が非常に高いことを示す巨大な熱電性能指数を持つこと、および、ランダウ量子化による大きな状態密度のもたらす強力なペルチェ効果により、極低温下でも機能する冷却能力を持つこと、の２点を実験的に明らかにする。そのために必要な熱伝導率測定法、および周波数特性から熱電性能指数を直接測定する手法を開拓する。