クラス最高感度を有する強磁場走査型熱顕微鏡の開発

开发出同类产品中灵敏度最高的高场扫描热显微镜

• 批准号: 22K18690
• 负责人: 下澤 雅明
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18690/
• 关键词: 走査型熱顕微鏡; 熱顕微鏡

バルク試料を用いた熱伝導率/熱ホール測定は試料全体を測定するため、不純物や欠陥などの外因的要因の影響を強く受けてしまう。このような問題を解決するためには、局所熱測定システムを開発することが必要不可欠であるが、従来の小型温度センサーは熱電対を用いるのが一般的であり、その温度感度は10 mK程度しかなかった。一方、本研究で着目する小型温度センサーは、NbTiを含む超伝導接合を利用するため、その温度感度は100 nK程度になると考えられる。しかも、この温度計の場合、測定ラインにもNbTi線を利用することになるので、十分低温であれば配線から熱が逃げてしまう問題もほぼ排除することができる。超伝導接合を用いた小型温度計は、ワイツマン科学研究所のZeldovグループで開発されてはいるものの、彼らはPbやAlの超伝導接合を利用しているため、~1 T以上の高磁場での測定は不可能であった。一方、本研究の温度センサーは材料にNbTiを用いているため、原理上は~8 Tの高磁場においても利用できる。本年度は、上記の高磁場中で動作する超高感度の小型温度計の作製に取り組んだ。現状、ゼロ磁場中での測定しかないものの、作製したNbTiを含む超伝導接合の臨界電流の大きさが、温度に対して一意に変化することが分かった。臨界電流の大きさの読み取り精度はおよそ数 fA~数10 fAであり、温度感度は~10 nA/K程度であるので、温度精度は0.1 μK~1 μK程度になると考えられる。今後は、磁場中での温度計特性を評価すると共に、この臨界電流の温度変化を利用して、超精密に局所温度を評価することに取り組む。

バ ル ク sample を with い た 伝 conductivity/hot ホ ー determination of ル は try material all を す る た め, impurity content や owe 陥 な ど の exogenous in の を strong く by け て し ま う. こ の よ う な を solve す る た め に は, determination of bureau hot シ ス テ ム を open 発 す る こ と が need not owe で あ る が, 従 の small temperature セ ン サ ー は thermoelectric を polices with い る の が general で あ り, そ の temperature sensitivity は 10 degree of mK し か な か っ た. One party, this study で mesh す る small temperature セ ン サ ー は, NbTi を containing む super 伝 guide joint を using す る た め, そ の temperature sensitivity は nK 100 degree に な る と exam え ら れ る. し か も, こ の thermometer の occasions, determination of ラ イ ン に も NbTi line を using す る こ と に な る の で, very low temperature で あ れ ば wiring か ら hot が fled げ て し ま う problem も ほ ぼ exclude す る こ と が で き る. Super 伝 guide joint を with い た small thermometer は, ワ イ ツ マ ン science institute の Zeldov グ ル ー プ で open 発 さ れ て は い る も の の, bel ら は Pb や Al の super 伝 guide joint を using し て い る た め, ~ 1 T above の high magnetic field で の determination は impossible で あ っ た. One party, this study の temperature セ ン サ ー は material に NbTi を with い て い る た め, principle on は ~ 8 T の に high magnetic field お い て も using で き る. This year, で, the above record of で action in high magnetic field する, the production of ultra-high sensitivity <s:1> small thermometer <e:1> に took で group んだ. Determination of the present situation, the ゼ ロ magnetic field で の し か な い も の の, cropping し た NbTi を containing む super 伝 guide joint の critical current の big き さ が, temperature に し seaborne て in harmony に variations change す る こ と が points か っ た. Critical current の big き さ の 読 み take り precision は お よ そ number fA ~ 10 fA で あ り は ~ 10, temperature sensitivity degree of nA/K で あ る の で は, temperature precision degree of 0.1 ~ 1 mu mu K K に な る と exam え ら れ る. Future は, magnetic field で の thermometer features を review 価 す る と に, こ の critical current の temperature variations change を using し て, ultra-precision に bureau temperature を 価 す る こ と に む り group.

项目成果

磁気トロイダルモーメント由来の非線形伝導

由磁环矩导出的非线性传导

• 发表时间: 2023
• 作者: 市野祐喜;宮本大輝;小路山竜平;細井優;下澤雅明;井澤公一;八城愛美;速水賢;大貫惇睦;青木大;下澤雅明
• 通讯作者: 下澤雅明

新規トロイダル金属HoAgGeの非線形横伝導率測定

新型环形金属HoAgGe的非线性横向电导率测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮本大輝;高尾祥平;多田勝哉;小路山竜平;細井優;下澤雅明;井澤公一;八城美愛;速水賢;大貫惇睦;青木大
• 通讯作者: 青木大

CeRh2As2の磁場に鈍感な非フェルミ液体的挙動

CeRh2As2 的磁场不敏感非费米液体行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 松本碧;今西優人;小林祐也;細井優;下澤雅明;仲村愛;青木大;井澤公一
• 通讯作者: 井澤公一

弾性抵抗の対称性から探る半金属ビスマスにおける歪み応答とその起源

从弹性阻力的对称性探讨半金属铋的应变响应及其起源

• 发表时间: 2022
• 作者: 橘風夢;細井優;下澤雅明;井澤公一;木下雄斗;徳永将史;伏屋雄紀
• 通讯作者: 伏屋雄紀

ビスマスにおけるバレー操作と歪み下電気伝導

铋应变下的谷运行和导电

• 发表时间: 2023
• 作者: 細井優;橘風夢;阪口真衣;石田健太郎;下澤雅明;木下雄斗;徳永将史;伏屋雄紀;井澤公一
• 通讯作者: 井澤公一