超高圧・極低温での比熱測定法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12874041
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 河江 達也 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30253503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日高 雅子 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (00264094) ; 美藤 正樹 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (60315108)
• Keywords: 超高圧 / 極低温 / 比熱

Research Abstract

「超高圧・極低温での比熱測定法の開発」というテーマで研究を行ってきた。この2年間の成果を記述する。(1)クランプセルを希釈冷凍機と組み合わせ、T≧100mK, P≦1.5GPaからの極低温圧力下比熱測定法を開発した。今回開発した方法は断熱ヒートスイッチ法でないため、一般的な希釈冷凍機にも簡単に取り付け可能であり非常に汎用性がある。また超伝導磁石にも簡単に組み合わせることができ、多重極限環境下の比熱測定が可能である。これを用いて、希土類磁性体、有機磁性体、低次元磁性体など多様な物質における圧力下比熱測定を行ってきた。(2)希釈冷凍機温度領域でも使用可能な小型DAC(ダイアモンドアンビルセル)を開発した。これは比熱測定用DACへの応用だけでなく、試料と温度計間に温度差を作らない状態で極低温度域からの測定が可能となるため、帯磁率測定に応用することで有機強磁性体、磁性超伝導体などの加圧下帯磁率測定を行った。またこの技術を応用して市販のSQUID磁束計と組み合わせたミニチュアDACも開発した。(3)DACを用いた超高圧比熱測定については現在開発中である。測定には交流を用いるのだが、この測定法のポイントは試料と温度計の間の熱緩和時間τt帆が熱浴と試料との緩和時間τbより短いことである(τt<τb)。この条件を満足するには試料と温度計の熱接触を良好にする必要があり、これを克服するため試料空間内に取り付け可能な微少温度計の開発を行っている。またDAC実験用低温クライオスタットも製作した。一部の成果については昨年度・本年度の研究発表欄に記載している。

Research Products

• [Publications] M.Mito他: "Pressure effects of genuine ferro magnet with intermolecular contacts between nitroxide oxygen and methyl Organic hydrogen atoms"Chemical Physics Letters. Vol.333. 69-75 (2001)
• [Publications] M.Mito他: "Pressure Effects of an S=1 Heisenberg Antiferromagnetic Bond Alternating Chain"Journal of the Physical Society of Japan. Vol.70. 1375-1379 (2001)
• [Publications] M.Mito他: "Measurements of magnetic susceptibility of a genuine organic bulk-ferromagnet at high pressures in a DAC"Polyhedron. Vol.20. 1509-1512 (2001)
• [Publications] M.Mito他: "Development of Miniature Diamond Anvil cell for the SQUID Magnetometer"Japanese Jounal of Applied Physics. Vol.40. 6641-6644 (2001)