| 研究課題/領域番号 |
18KK0132
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
長谷川 靖洋 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60334158)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| キーワード | ビスマスナノワイヤー / 量子効果 |
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| 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での電子状態の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、フランスでの共同研究実験を予定しており、フランスESPCIでの実験装置に相応しいナノワイヤーサンプルの作製が完了し、そのワイヤー直径・結晶方向などの同定が完了している。
並行して量子効果を導入する前段階として、平均自由行程が大きなビスマスのキャリアの平均自由行程と散乱プロセスを考慮した新しいモデルを提案し、ワイヤー直径・温度・散乱プロセス依存性について調査を行っている。これによって、量子効果によるものなのか、それとも、真性キャリア密度・移動度・散乱プロセスの微妙な変化による抵抗率温度依存性が説明できるなどを検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和2年度中にフランス・ESPCIでの長期滞在を踏まえた実験研究を進める予定であったが、コロナウイルスの影響で、先方の大学のロックダウンや、日本国内での研究推進が著しく影響を受けた。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初、令和4年度までの研究期間を予定したが、研究期間を１年延ばし、当初予定していた研究成果が得られるように対応したいと考えている。その一方、国内で可能な理論モデル研究などは、成果が出つつある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響もあり、当初予定していた国内・海外旅費の使用が制限された。令和３年度も、海外渡航が出来ない可能性もあり、実験研究を進めるために物品費として支出することを予定している。
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