極低温ブレークジャンクションによる熱および電子の輸送現象量子化の観測

通过低温断裂结观察热和电子传输现象的量子化

• 批准号: 22K04922
• 负责人: 辻井 宏之
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04922/
• 关键词: ナノコンタクト; 破断接合; 量子化コンダクタンス; 熱伝導度; 低温物性

ブレークジャンクションは、基板を機械的に変形させることによって基板上に設置した金属細線を破断するとともに、破断された細線間の距離をナノスケール以下の精度でコントロールする実験方法で、量子ポイントコンタクトやナノワイヤーなどの微小接合における電気伝導度の研究に用いられている。本研究では、試料サイズをバルクからナノサイズまで精密に制御できるブレークジャンクションを用いて、単原子接合における電気伝導度と熱伝導度の量子化の同時観測による原子の電子軌道と熱伝達の関係を解明や、接合部の精密温度制御による超伝導ナノ接合における熱および電気の伝導現象の探索を通して、金属単原子鎖や超伝導ナノ接合の低温量子伝導現象の新たな知見を深めることを目的とする。今年度は、ジャンクションの熱伝導測定のための両端の温度制御を行うため、チップ型抵抗器を用いた微小な温度計及びヒーターを整備し、それと同時に4端子測定用に多くのリード線が必要となるため、リード線からの熱流入なども考慮しながら冷凍機の改造を行った。またこれらと並行して、冷却・昇温や試料となる金属細線の取替えが短時間で可能となる工夫を施した活性吸着ポンプ式ヘリウム冷凍機の開発に取りかかった。温度制御を行う際に、冷凍機の温度計と合わせて多数の温度測定が必要となるため、測定プログラムの改修も進んでおり、温度制御したナノジャンクションの低温量子伝導現象の探索の準備が整いつつある。

The method for the determination of the electrical conductivity of a micro-junction of a substrate and a quantum capacitor is used in the study of the electrical conductivity of the micro-junction of a substrate and a metal wire provided on the substrate. In this study, the relationship between the electrical conductivity and thermal conductivity of the single atom junction and the quantization of the simultaneous measurement of the electron orbital and thermal conductivity of the single atom junction was analyzed. The relationship between the thermal conductivity and the electrical conductivity of the single atom junction was explored. New insights into low temperature quantum conduction phenomena at metal-to-metal atom interlocks and superconductors This year, the temperature control of the thermal conductivity measurement of the refrigerator is carried out. The temperature control of the refrigerator is carried out by using a small thermometer and a high temperature sensor. At the same time, the temperature control of the refrigerator is carried out by using a 4-terminal measurement. In addition, cooling, heating, sample removal, metal wire removal, and short time may be required for active adsorption. Temperature control, refrigerator thermometer and integration, most of the temperature measurement is necessary, the measurement of the change in the process of temperature control, temperature control and the exploration of low temperature quantum conduction phenomenon preparation.

项目成果

Nbナノコンタクト内のフォノン励起に誘起された水素および重水素のトンネル拡散現象

铌纳米接触中声子激发引起的氢和氘隧道扩散现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮川一慶;高田弘樹;家永紘一郎;辻井宏之;橋爪健一;河江達也
• 通讯作者: 河江達也