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2018 年度 実施状況報告書

ビスマスナノワイヤーにおける特異な輸送現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0132
研究機関埼玉大学

研究代表者

長谷川 靖洋  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60334158)

研究分担者 伏屋 雄紀  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00377954)
村田 正行  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80717695)
小峰 啓史  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90361287)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
キーワードナノワイヤー / ビスマス / 電子状態
研究実績の概要

ナノスケール直径とミリスケール長さを同時に実現した単結晶Bi(ビスマス)製ナノワイヤーを用いて、トポロジカル絶縁体に代表されるようなスピン軌道相互作用が輸送現象に与える影響に注目し、1次元状態特有の輸送現象と電子状態を実験・理論の面から解明することを目的とする。研究を遂行するにあたり、世界に先駆けてナノワイヤーの開発と物性測定に成功した日本の研究グループが中心となり、物性測定用ナノワイヤーへのナノ加工と熱電物性測定を進め、伝導率,ゼーベック係数,ホール係数,ネルンスト係数測定を行う。また、バルクBiでの電子状態を解明と、スピン軌道相互作用と熱電物性の研究を推進するため国際共同研究の体制を構築し、量子ネルンスト係数測定を用いた極低温・強磁場における量子物性測定と解析につなげていく。実験結果を元にして、量子効果を完全に取り入れた理論構築を進めていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2018年10月に採択になった研究プロジェクトであるが、2018年11月に共同研究先への打ち合わせを行い、プロジェクト期間内にどの程度のことが出来るの研究を行った。その際、日本と海外との研究グループとで何が出来るかをより具体的に詰めるにあたり、2019年5月にワークショップを開催し、国際共同研究としての体制を取れるようにしている。

今後の研究の推進方策

単結晶Bi(ビスマス)製ナノワイヤーによる実験を軸にした国際共同研究を展開するため、2020年に若手研究者が海外に長期滞在し実験を進めるための準備を進めている。具体的には2019年度中にワークショップを執り行い、互いの学術目標を揃えることに加えて、極低温・強磁場実験を行うための装置治具の準備とサンプル持ち込みによる予備実験を進めていく。並行して、これまでの実験結果をもとに理論展開を図るために、表面状態に着目したモデル構築を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

採択通知が2018年10月にあったことから、年度内に海外への打ち合わせ・実験スケジュールが組めなかったため

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] ESPCI(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ESPCI
  • [国際共同研究] オハイオ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      オハイオ州立大学
  • [雑誌論文] Simultaneous transport coefficient measurements for an individual bismuth wire embedded in a quartz template applying nano-fabrication2019

    • 著者名/発表者名
      Morita Hiroyuki、Arisaka Taichi、Otsuka Mioko、Hasegawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 ページ: 011008~011008

    • DOI

      doi.org/10.7567/1882-0786/aaf629

    • 査読あり
  • [学会発表] 単結晶Biワイヤーの作製と4端子物性測定2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川靖洋,大塚美緒子,有坂太一,篠崎諒,森田寛之
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 単結晶Biワイヤーの移動度温度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      大塚美緒子,有坂太一,篠崎諒,森田寛之,長谷川靖洋
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Biナノワイヤーにおける格子圧縮が量子効果に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      小峰啓史,青野友祐,村田正行,長谷川靖洋
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会

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公開日: 2019-12-27  

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