2020 Fiscal Year Research-status Report
Clarification of the relationship between unconventional superconductivity and antiferromagnetic quantum critical points by the measurement of the coefficient of volume thermal expansion
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18K03508
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
田山 孝 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (20334344)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 異方的超伝導 / 量子臨界点 / 体膨張係数 / 体積磁歪係数 / DC磁化 / 置換効果 / 断熱消磁冷却 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに得られたCeCo(In,Zn)5の熱膨張、磁歪、磁化の実験データの解析を引き続き行った。その結果、微分磁化率と体積磁歪係数のあいだに成り立つ熱力学的関係式において実験結果と不整合な点が見つかった。これが正しいのかどうか確認するため、実験データの再現性を確認してみる必要があることがわかった。
今年度は新たにCe1-xNdxCoIn5のNd濃度x=0.15, 0.2, 0.3の単結晶試料をInフラックス法により育成した。作成した単結晶試料は粉末X線回折、単結晶X線回折、電子線マイクロアナライザー(EPMA)の実験を行い、試料評価を行った。その結果、単結晶になっていることが確認でき、おおよそ仕込んだNd濃度が入っていることも確認できた。これらの試料を用いて磁場を結晶のc軸方向に平行に印加し、温度範囲0.3～5K、磁場範囲0～5.5Tでキャパシタンス法による精密熱膨張測定・磁歪測定を行い、データを得ることができた。
現在われわれが使用可能な冷凍機はヘリウム３冷凍機しかなく、測定における最低温度は約0.3Kに制限されている。そこで現システムでより低温での実験を行うため、断熱消磁法による冷却試験を行った。冷凍材料としてはクロムカリウムミョウバンを選び、ステンレス製の円筒容器の中に約10gの結晶を育成させた磁性体ソルトピルを作成した。この磁性体ソルトピルをヘリウム３冷凍機内に取り付けて断熱消磁による冷却試験を行ったところ、96mKまで最低温度を下げることができた。これによって、今後より低い温度での物性測定の実現に目処がついた。
またCeCoSiの磁場角度分解磁歪測定を行ったところ常磁性状態である高い温度領域でわずかな対称性の低下を示唆する結果が確認され、今後再現性や参照物質を含めたさらなら実験が必要であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2019年のヘリウムガスの世界的な供給不足によって研究がやや遅れていたが、2019年12月以降の新型コロナウイルス感染症の世界的大流行による再三の活動制限によってさらに研究が遅れ、予定期間内に研究を終えることができなかった。そのため、研究期間を1年延長することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在も新型コロナウイルス感染症の収束の見通しは立っておらず、学内での活動に制限がかかっているため、今後の研究計画の正確な見通しは立てにくい状況である。しかしなんとか次年度中に残っている実験をやり終えて研究成果を論文にまとめ、その結果を学会や研究会等で発表したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症により学内での研究活動が制限されたため、本研究費の大部分に計上していた液体ヘリウムや液体窒素の寒剤費を使用することができなかった。また2020年9月に熊本大学で開催予定だった2020年秋季大会と、2021年3月に東京大学駒場キャンパスで開催予定だった第76回年次大会の日本物理学会の2つの大会が、新型コロナウイルス感染症の拡大状況ならびに拡大防止の観点から、現地会場での開催は困難と判断され、オンライン方式での開催となり、その旅費を使用することができなかった。
次年度予算は、昨年同様、主に寒剤費と旅費に充てることを予定している。
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