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絶縁体

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1: 2018/09/15(土) 13:26:17.03 ID:CAP_USER
京都大学、茨城大学らの研究グループは、本来電子を流さない絶縁体であるイッテルビウム12ホウ化物において、強磁場中で電気抵抗と磁化率が磁場とともに振動する現象(量子振動)を初めて観測した。量子振動は通常、電気を流す金属でしか観測されない現象であり、このことはイッテルビウム12ホウ化物において金属とも絶縁体とも言えない前例のない電子状態が実現している可能性を示す。

 「金属とは何か」という問いに対する最もシンプルで正確な答えは、「フェルミ面を持つ物質」である。フェルミ面とは、電子の示すフェルミ統計に従って運動量ベクトル空間のエネルギーの低い状態から全部の電子をつめたときに、電子で占められた状態と占められない状態の境をなす曲面をいう。

 フェルミ面の存在を示す最も直接的なものとして、強磁場中で電気抵抗や磁化が外部磁場変化に伴って周期運動する「量子振動」がある。

続きはソースで

論文情報:【Science】Quantum Oscillations of Electrical Resistivity in an Insulator
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/08/29/science.aap9607

https://univ-journal.jp/22611/
ダウンロード (1)


引用元: 絶縁体の量子振動を観測、前例のない電子状態を発見 京都大学な[09/08]

絶縁体の量子振動を観測、前例のない電子状態を発見 京都大学なの続きを読む

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1: 2018/07/12(木) 09:06:54.38 ID:CAP_USER
80年以上前に存在が予言された幻の「マヨラナ粒子」が実際に存在することを世界で初めて実証したと、京都大などのグループが12日付の英科学誌ネイチャーに発表した。電気を通さない固体の中で、電子があたかもマヨラナ粒子のようにふるまう現象を観測したという。将来的には量子コンピューターなどへの応用が期待される。

マヨラナ粒子は、粒子とも反粒子とも区別のつかない「幻の粒子」と言われ、1937年にイタリアの物理学者、エットーレ・マヨラナが理論的に存在を予言した。電気を帯びず極めて質量の小さな素粒子「ニュートリノ」がその本命と考えられているが、証明には至っていない。一方、特殊な条件下の超電導体などでは、電子がマヨラナ粒子のようにふるまう可能性が指摘され、その決定的証拠をつかもうと各国で研究が本格化している。

笠原裕一・京大准教授(物性物理学)らは、東京工業大のチームが合成した磁性絶縁体「塩化ルテニウム」を用い、その内部を伝わる熱の流れが磁場によってどの程度曲がりやすくなるかを、磁場を変化させながら測定した。

その結果、ある範囲の磁場では、磁場や温度を変えても、曲がりやすさの値が普遍的な値の2分の1で一定になった。

続きはソースで

毎日新聞2018年7月12日 02時30分(最終更新 7月12日 02時38分)
https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/07/12/20180712ddm001010024000p/9.jpg
https://mainichi.jp/articles/20180712/k00/00m/040/178000c
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引用元: 【物理】「マヨラナ粒子」 80年以上前に予言された幻の粒子の存在を世界で初めて実証…京大グループ

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1: 2018/04/09(月) 18:08:07.98 ID:CAP_USER
マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、熱伝導性の高いプラスチックを開発したと発表した。
通常の高分子材料と比べて熱伝導性が10倍以上高いという。ノートPCやスマートフォンの筐体などにも応用できる可能性がある。
研究論文は、米国科学誌「Science Advances」に掲載された。

高分子材料はもともと電気的にも熱的にも絶縁体であるが、電気を通す導電性高分子材料が開発されてからは、フレキシブルディスプレイやウェアラブルデバイスなどの分野に応用が広がっている。
そこで電気伝導性だけでなく、熱伝導性を備えた高分子材料を実現することで新たな応用分野を開拓しようというのが今回の研究のねらいである。

高分子(ポリマー)を顕微鏡で拡大して観察すると、分子ユニットである単量体(モノマー)同士が端部でつながった長いチェーン状の構造をしていることがわかる。
このチェーンはスパゲッティの麺のように乱雑に絡まっているため、熱のキャリアは構造中を移動することが難しく、また結び目でトラップされやすくなる。これが高分子材料が熱を伝えにくいことの理由であるといえる。

高分子材料に熱伝導性をもたせる研究はこれまでにも行われてきており、2010年には高分子が乱雑に絡まった標準的なポリエチレン試料から、チェーンが直線状に揃った「超延伸ナノファイバー」と呼ばれる構造を作りだした例がある。

続きはソースで

関連ソース画像
https://news.mynavi.jp/article/20180409-613997/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180409-613997/
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引用元: 【高分子材料】MIT、熱伝導性の高いプラスチックを開発 - PC筐体などに応用期待[04/09]

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1: 2018/03/19(月) 14:03:48.39 ID:CAP_USER
マサチューセッツ工科大学(MIT)とハーバード大学の研究チームは、グラフェンの電気特性を絶縁体と超伝導体の間で切り替えることに成功したと発表した。
同じ1つのグラフェンが、電気を通さない絶縁体、抵抗ゼロで電気が流れ続ける超伝導体という2つの電気特性をもつことになり、その切り替えも可能なことから、さまざまなデバイスへの応用可能性がある。研究論文2本が科学誌「Nature」(論文1、論文2)に掲載された。

先行研究では、超伝導状態の金属薄膜層の上にグラフェン層を重ねて成膜した場合に、金属薄膜の影響を受けてグラフェンが超伝導体化する現象が報告されていた。
一方、今回の研究では金属薄膜は使わずにグラフェンだけで超伝導状態を作り出すことに成功している。

その方法は、2つのグラフェン薄膜を積層した超格子を作るというものであり、ポイントは上下のグラフェンの結晶構造をぴったり合わせずに少しだけずらして配置することであるという。

続きはソースで

画像:2層のグラフェンを角度1.1°のずれをもたせて重ねた超格子構造。
電圧印加によって絶縁体と超伝導体の間で電気的性質が切り替わる (出所:MIT)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603006/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603006/
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引用元: 【超伝導】グラフェンの電気特性を絶縁体/超伝導体の間で切り替え制御 - MITなど[03/19]

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1: 2017/12/27(水) 05:15:47.87 ID:CAP_USER
富田隆文 理学研究科博士課程学生、高橋義朗 同教授、段下一平 基礎物理学研究所助教らの研究グループは、レーザー光を組み合わせて作る光格子に極低温の原子気体(レーザー冷却、蒸発冷却などを施し、真空容器中の気体を絶対温度でナノケルビンの温度にまで液化・固化させることなく冷却させたもの)を導入し、周囲の環境との相互作用によるエネルギーや粒子の出入り(以下、散逸)が量子相転移(圧力や磁場などを変化させた際に量子力学的なゆらぎにより物質の状態が異なる状態へと変わること)に与える影響を観測することに、世界で初めて成功しました。

 本研究成果は、2017年12月23日午前4時に米国の科学誌「Science Advances」に掲載されました。

〈概要〉

 金属の中では、規則的にイオンが配列した結晶構造の中を電子が動き回っています。
電子に代表されるような量子力学に従う粒子が多数集まり互いに相互作用している系を量子多体系といい、
このような系で起こる物理現象を解明することは物質の性質を理解する上で非常に重要です。
また、量子力学に従う物質で構成された系は、散逸の影響で容易にその状態が変わってしまうため、量子多体系に対して散逸がどのような影響を及ぼすかを明らかにすることは、物質中で起こる物理現象の理解や量子技術を用いたデバイスの開発にとって重要です。

 本研究グループは、「モット絶縁体-超流動相転移」と呼ばれる量子相転移に対して、制御性の高い散逸を人工的に導入し、その影響を調べました。

続きはソースで

京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/171223_2.html
ダウンロード (2)


引用元: 【京都大学】見られていると絶縁体が安定化する -観測による量子多体状態の制御技術を確立-

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1: 2016/08/06(土) 21:39:13.32 ID:CAP_USER
両極性動作する有機モット転移トランジスタを実現 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160805_3/
両極性動作する有機モット転移トランジスタを実現 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160805_3/digest/


トランジスタは半導体でできた電子部品の代表格であり、“信号を増幅すること”“回路のオン/オフを切り替えること”ができます。また、これまで、コンピュータの小型化に大きく貢献してきました。1940年代~1950年代、真空管で制御していた時代のコンピュータは部屋一つを覆い尽くすほど巨大なものでしたが、トランジスタの出現によってスマートフォンやウェアラブル端末のように、身に付けて持ち歩くことができるほど、超小型なコンピュータが実現しています。

一方、従来のトランジスタの小型化は、微細加工技術などの制約によって限界を迎えつつあります。そこで、次世代のトランジスタとして注目されているのが、モット絶縁体を利用する「モット転移トランジスタ」です。モット絶縁体とは、伝導電子を持つにも関わらず、それらが互いに反発し身動きがとれなくなり絶縁体になっている物質のことです。

モット転移トランジスタは、モット絶縁体の“電気を流す「電子液体」と、電気を流さない「電子固体」の間の相転移(電子相転移)”を利用してオン/オフを切り替えます。

続きはソースで

ダウンロード


引用元: 【電子工学/物性物理学】両極性動作する有機モット転移トランジスタを実現 集積化が容易な次世代トランジスタ開発に前進 [無断転載禁止]©2ch.net

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