2020 Fiscal Year Research-status Report
Experimental study on the anomalous metallic state in quasiperiodic systems
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19K14663
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
鈴木 慎太郎 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 助教 (60837508)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 近似結晶 / 準結晶 / 新物質探索 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新規Ce系近似結晶・準結晶の探索・物性測定については昨年度と同様Au-Ga-Ce系Tsai型近似結晶を対象とした。Au/Ga比および(Au,Ga)/Ceの変化に対して広い単相領域を示すことは明らかになっていたが、その磁化・比熱の温度依存性については0.5 Kまでの測定にて大きな違いが見られていなかった。そこで更なる物性探索のため、より低温までの測定を試みたところ、更なる低温にて系は全てスピングラス転移を示すことが明らかとなった。その転移温度には組成依存性が見られ、その化学圧力依存性や、Tsai型クラスター中心が希土類に置き換わることによる転移温度の違いなどが確認できた。これは、基底状態を従来のCe系同様化学置換や外部パラメータでコントロールできることを示唆するものである。また、別種Ce系合金においてTsai型Ce系準結晶の作製に成功した。Ce系準結晶については今まで既知の系が無く、これは初のCe系準結晶作製となる。今後単相化の必要性はあるものの、物性測定を行うことにより、その挙動を明らかにすることができるものと考えられる。
ホウ素の7員環を用いた新規準結晶の探索については、昨年度立ち上げを行ったブリッジマン法を用いた母合金の作製を試みたが、ワイヤーと合成に用いる原料の化学反応によるワイヤー破断が発生した。現在これを解決するべく、新たな母合金作製法を試み、高周波溶融を可能とする同一構造を持つ別種金属種の探索も並行して行っている状況である。
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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
Ce系近似結晶の探索については先に述べた成果の他、さらにAu-Sn-Ce系近似結晶の発見もあり、順調に推移しているものと考えられる。特に、Ce系初となる準結晶の発見は、今後詳細な長周期構造の評価や物性測定が必要になるものの、大きな進歩となると考えられる。
一方、ホウ素系については、焼結による母合金の作製に成功したもののその高周波溶解については未だ成功していない。これは溶融に足る十分なサイズの母合金を石英管に詰められていないことに由来するものと考えられるため、更なる母合金の作製により、溶融が可能となるものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、Au-Ga-Ce系1/1近似結晶の構造及び物性について、現在論文を執筆中である。これを投稿するほか、より詳細な混成状態の観察や圧力効果の測定など、更なる基底状態の探索を行う予定である。また、Ce系準結晶については、先に述べた通り、単相性の向上、長周期構造の評価、物性評価と進め、Ce系初の準周期構造がどのような性質を示すのか、という転移着目し研究を進めたく考えている。
また、ホウ素系については、現在更なる母合金の作製を行っており、これを組成変化させながら随時急冷することにより新規相の探索を行う。それと並行し、合成の容易な別種RESMB4(RE : 希土類, SM : 遷移金属)の合成および液体急冷を試みる。これは、まず安定な系から準安定な相を取り出しその構造を評価することにより目的組成を先に特定するという観点から、今後の探索方針について見通しを立て、Yb系での狙いの組成を割り出すことを狙いとしている。
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| Causes of Carryover |
今年度の実施においてはコロナ禍の影響により、実験の進行に大幅な支障が生じ、その結果大量の原料費および物品費残額が生じた。今年度は昨年度行えなかった実験、とりわけ物質合成に着目し、その中心となる原料・物品についての購入を検討している。
また、物性評価に関し、コロナ禍による外部共同研究の強い制限を考慮に入れ、研究室でもある程度の物性測定が可能となるよう設定を整える必要性があるものと考えられる。これを目指し、何らかの新規物性測定装置、もしくは研究室既存の物性測定装置の機能向上に係る装置の導入についても現在検討を進めている状況である。
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Research Products
(1 results)
