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曲面型ナノ構造体における超伝導発現メカニズムの解明とナノ冷却素子への応用

阐明弯曲纳米结构中的超导表达机制及其在纳米冷却元件中的应用

基本信息

批准号：
08J03576
负责人：
平久夫
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

微細加工技術の進展により、量子力学的効果が顕著に現れるデバイス素子が作成されている。従って、その機能を引き出すためにはデバイスの効率的冷却が必要となる。冷却の際に、超伝導体-絶縁体-常伝導帯接合したナノスケールの細線状物質の利用が考案されており、そこでの冷却効率を求めるためには電子格子緩和過程の詳細な理解が重要となる。また、接合部から発生する電磁波が細線中を伝搬する効果も取り入れる必要がある。一方、ナノスケール細線においては、原子構造の幾何学的捩れが電子と電磁波に異なる効果を及ぼす可能性がある。そこで本年度は、捩れ構造を有するナノスケール細線中を運動する電子及び伝搬する電磁波に対する捩れの効果を考察した。その結果、電子の運動及び電磁波の伝搬は質的に異なる方程式で記述されることが明らかとなった。これは、捩れていない細線中の両者の振る舞いが同じ形式の方程式で記述可能であることと対照的である。また、捩れ細線をリング形状にした捩れ量子リングにおけるコンダクタンスを数値計算により求めた。その結果、考察した系においては捩れに起因する干渉効果により、特異なAharonov-Bohm (AB)効果が生じることを明らかにした。通常のAB効果との最も重要な相違点は、系のコンダクタンスが外部磁場ではなく外部電流により変化することである。これらの結果は、捩れたナノスケール細線中の電子格子緩和過程から冷却効率を求める際には、電磁波との相互作用が重要であることを意味している。今年度得られた研究成果は、ナノスケール冷却素子の理論的デザインに対する重要な基礎的知見を与えるものである。

With the development of micromachining technology, the effect of quantum mechanics has become more and more important. It is necessary to cool down the equipment and equipment. It is important to understand in detail the cooling efficiency of thin linear materials in the process of cooling and superconductivity conductor-insulator-conductor junction. It is necessary to remove the electromagnetic wave from the thin wire at the junction. The difference between electron and electromagnetic wave is possible due to the geometric transition of atomic structure. This year, we will investigate the effects of electron and electromagnetic wave motion on the structure of transition. The results, the motion of electrons and the transfer of electromagnetic waves are described in different equations. The equation of the same form describes the possibility of the opposite. For example, if the number of lines is smaller than the number of lines, the number of lines is smaller than the number of lines. The results of the investigation are as follows: 1. The causes of the disease are as follows: 2. The Aharonov-Bohm (AB) disease is as follows: The most important phase difference of AB is the external magnetic field and the external current. As a result, the electron lattice relaxation process in thin wires, the cooling efficiency, and the interaction of electromagnetic waves are important. This year's research results are important for understanding and understanding the fundamental aspects of coolant theory.