Development of advanced measurement system with a portable high-field pulsed magnet

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01832
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: IHARA Yoshihiko 北海道大学, 理学研究院, 講師 (80598491)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳澤 達也 北海道大学, 理学研究院, 教授 (10456353) ; 松井 一樹 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (20826226) ; 吉田 紘行 北海道大学, 理学研究院, 教授 (30566758) ; 福岡 脩平 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80746561) ; 小濱 芳允 東京大学, 物性研究所, 准教授 (90447524)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: パルス強磁場NMR測定 / 強磁場物性 / 量子磁性 / 重い電子系物質

Outline of Final Research Achievements

High magnetic fields trigger the quantum aspect of electrons and induce exotic electronic states. We utilize “pulsed high fields” to achieve very high magnetic fields because of technical difficulties to maintain high magnetic fields for long time. In pulsed fields, however, advanced measurements are difficult as the field strength changes with time extremely rapidly. In this research, we developed a compact measurement system, which allows us to perform advanced measurements, such as nuclear magnetic resonance measurement, in pulsed field, using the dynamically controlled field pulse, which becomes available by the fast and precise control of pulsed field strength. We also applied the developed system to the actual physical properties measurement in high magnetic fields.

Free Research Field

物性物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により開発した小型のパルス磁場発生装置、およびこれを用いた先進測定システムは、これまで小規模の研究室では到達が不可能であった磁場領域へのアプローチを可能にする。これは、学術的には強磁場物性研究のすそ野を広げ、研究のボトムアップを図るうえで非常に大きな意義がある。また、MRI画像診断に代表されるように磁場は産業・医療などの分野でも多用されている。従来の数倍大きな磁場をコンパクトなシステムで発生し、さらに精密な測定も可能にする装置開発は社会的にも高い利用価値がある。