| Project/Area Number |
20K14403
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 超強磁場 / 超音波 / 酸素 / 非相反 / 量子スピン / 液体酸素 / 磁場誘起相転移 / 強磁場 / 相転移 |
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| Outline of Research at the Start |
超音波測定は構造相転移や秩序パラメタの対称性を議論する上で強力な手法であり、金属・絶縁体を問わず多くの物質群に適用できる魅力的な測定プローブである。しかしながら、100テスラを超えるような超強磁場下では実験的制約が多く、これまで超音波と組み合わせた測定は不可能と考えられてきた。本申請ではCW法（連続励起法）と位相検波法を組み合わせた高速な超音波計測技術を提案し、超磁場領域における格子物性測定に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
A new method for measuring ultrasonic sound velocity of materials has been successfully developed in combination with the single-turn coil method, a destructive magnetic field generation technique. By applying the developed method to liquid oxygen, quantum spin systems, and heavy fermion systems, we succeeded in obtaining information on the change of elastic constants of materials in the ultrahigh magnetic field-induced phase transitions. In particular, for liquid oxygen, we obtained results suggesting a precursor of the liquid-liquid phase transition induced by a magnetic field. In addition, a giant elastic anomaly in the 1/2 plateau phase was observed in the two-dimensional quantum spin system SrCu2(BO3)2. The developed measurement technique is expected to be a powerful tool to explore ultrahigh magnetic field physics in the future.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで磁場中物性に関する複数の研究がノーベル賞の対象になっていることからわかるように、強磁場下における物質の性質は多彩かつ複雑であり、未だに固体物理のフロンティアにある。超強磁場下における物性測定には多くの制限があり、これまで格子物性に関する情報はほとんど報告例が無かった。本研究では新たに音速（弾性定数）に関する情報を得る計測手法を開発し、物性測定に応用した。本研究で開発した手法は他の物質群にも適用可能であり、超強磁場下での新たな物性を探索する上で強力な手法となる。
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