2018 Fiscal Year Research-status Report
Study on the meta-magnetocaloric effect under high pressure
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18K04922
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
梅原 出 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90251769)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
脇舎 和平 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (50781465)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 熱磁気量効果 / 圧力 / 単結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
巨大な熱磁気量効果を示すGd5SixGe5-xの系に注目した。本年度は、（１）このシステムでGd5Ge4の高圧下での磁気特性を吟味すること。（２）磁気熱量測定用の圧力セルを作成する事 の２点を重視して研究を行なった。加えて、関連物質の開発も行った。（１）Gd5Ge4の高圧下での磁気特性について ①この物質の詳細な情報を得るためテトラアーク炉を用いたチョコラルスキー法による単結晶の育成を行い成功した。②既に開発済みの小型圧力セルを用いて圧力下での磁化測定を行い圧力相図を得た。③上記の研究結果により、c軸方向では基底状態が反強磁性状態にあったものが0.5GPa以下の比較的低い圧力下で強磁性に変化する事が分かった。（２）磁気熱量測定用の圧力セルの作成 ①圧力セルの試作を行なった。②試料空間が狭い設計であったが（１）の研究により、研究対象物質が比較的低い圧力下で強磁性に変化する事が分かったので今後試料空間の改良を行う事ができる事が分かった。（３）関連物質の作製Gd5Ge4の関連物質であるNd5Si4やPr5Si4の単結晶が同様の育成方法で育成する事ができた。さらに、これらの物質の磁気特性・電気特性の実験的研究を行った。結晶構造を反映した極めて異方的な磁気特性を有している事、水素の液化を計画する際は磁気転移点、磁気特性がこの目的によく合致していることなどが分かった。上記の様に（１）（３）と（２）の研究を遂行しPDCAサイクルで研究できる事が理解できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究対象物質を作製し、圧力下での磁気特性が理解され、今後の研究方針が立てられた。この方針は計画通り遂行可能である。圧力セルの最適化という問題が発生したため、「おおむね」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
Gd5Ge4については、
（１）さらに詳細な圧力下での磁化測定を進める。
（２）並行して、圧力下において、磁気的カルノーサイクルの実験を行う予定である。
（３）圧力セルの最適化を行なっていく
また、関連物質のNd5Si4やPr5Si4の単結晶試料も得られたので、これらの物質の熱磁気量効果や圧力下での磁気特性を測定する。
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[Journal Article] Structural, magnetic, and transport properties of novel quaternary compounds RRu2Sn2Zn18 (R = La, Pr, and Nd)2018
Author(s)
Kazuhei Wakiya, Yuki Sugiyama, Miharu Kishimoto, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Masatomo Uehara, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, Izuru Umehara
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 87
Pages: 94706 - 94706
DOI
Peer Reviewed
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