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超高真空極低温微小領域抵抗測定装置の開発

超高真空低温微区电阻测量装置的研制

基本信息

批准号：
09554014
负责人：
小森文夫
金额：
$ 7.94万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の超高真空技術の発展により、固体表面に形成される物質を精密物性科学として議論できるようになってきた。そこで物性測定装置の一つとして、本研究では、超高真空中で清浄表面を加工することによって作製された試料の抵抗測定を極低温超高真空中で行うことができる装置を開発した。開発において最初に重要であったのは、全体の設計である。効率のよい測定を目指して、試料導入室、超高真空試料作製室、クライオスタット室を自由に試料が行き来できる設計とした。実験では、大気から導入室に導入した単結晶表面を、超高真空試料作製室で清浄化加工して、そのまま超高真空中をクライオスタットに搬送する。クライオスタット中では、電極を試料に押しつけ、室温から極低温までの抵抗測定を行うことができるようにした。試料移動機構のうち、試料を超高真空中で室温から極低温のクライオスタットに輸送する部分には、電極を取り出すための簡便さを考えて、ベロー式直線移動方式を採用した。さらに、抵抗測定のために、ピエゾ素子を用いて試料表面に微細電極を押しつける機構を開発した。この設計は、超高真空極低温走査トンネル顕微鏡の応用であり、オームギアとステップモーターによる粗動機構と円筒型ピエゾ素子による微動機構を組合わせることにより、mmの粗動からnmの微動までを制御した。また、装置開発と平行して、金属やガスが吸着した半導体や金属表面試料の作製法、極低温での精密な走査トンネル分光法、極低温での微細な系の抵抗測定方法などを開発し、電気伝導や磁性の測定を行った。

In recent years, the development of ultra-high vacuum technology, the formation of solid surfaces, the precise physical properties of substances, and scientific discussions have been conducted. This study aims to develop a new device for measuring the resistance of samples in ultra-high vacuum and ultra-low temperature. The development of the first important, overall design. The measurement of efficiency refers to the sample introduction chamber, ultra-high vacuum sample preparation chamber, free sample preparation chamber and design. In addition, the high temperature introduction chamber is used to introduce the single crystal surface, the ultra-high vacuum sample preparation chamber is used for cleaning and processing, and the ultra-high vacuum sample is used for transportation. The temperature of the electrode sample, the temperature of the electrode, the temperature of the electrode sample, the temperature of the electrode, the temperature of the electrode sample, the temperature of the electrode, the temperature of the electrode sample, the temperature of the electrode sample, the Sample movement mechanism, sample transport in ultra-high vacuum at room temperature, ultra-low temperature, electrode extraction and simple, linear movement mode is adopted. In addition, the resistance measurement mechanism is developed by using fine electrodes on the surface of the sample. The design of ultra-high vacuum ultra-low temperature micro-mirror is based on the combination of coarse motion mechanism, cylinder type micro-motion mechanism and micro-motion mechanism. This paper introduces the development and parallelism of equipment, the preparation of semiconductor and metal surface samples, the precision detection of ultra-low temperature, the resistance measurement method of ultra-low temperature fine systems, the development and measurement of electrical conductivity and magnetism.