2019 Fiscal Year Research-status Report
A quest for the magnetic-field-induced liquid-liquid transition of oxygen
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19K23421
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野村 肇宏 東京大学, 物性研究所, 助教 (20845987)
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2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 液体-液体相転移 / 酸素 / 強磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体-液体相転移（liquid-liquid transition, LLT）とは、2種類の異なる液体間の相転移である。LLTの存在は液体という無秩序な状態における局所的秩序の証明とも言え、近年大きな注目を浴びている。これまでに温度と圧力を制御したLLTの研究は存在するものの、磁場を外部パラメタとした研究は存在しない。本申請では、磁性分子液体である液体酸素を舞台とした磁場誘起LLTを提案し、その実験的観測を目指した。
初年度は一巻きコイル法を用いた液体酸素の光学測定システムを構築した。具体的には液体酸素を溜めるためのセル開発、光ファイバーの配置などを最適化した。ここで、大口径光ファイバーや高速光ディテクターを購入し、飛躍的に測定精度を向上させることに成功した。
100テスラまでの光散乱・透過測定を実施した結果、光信号強度は磁場に対して一定であり、相転移を示唆するような結果は得られなかった。週種類のレーザーを用い波長依存性も調べたが、定性的に同じ測定結果が得られた。今後同じ測定を継続するよりも、別の測定手法を新たに適用する必要があると考えている。
本研究と関連して、液体酸素の90Tまでの磁場領域における論文を執筆しarXivに投稿した[arXiv:1906.01207]。ここでは相転移の前駆現象と思われる信号が得られているため、少なくとも音波測定は相転移に敏感であると言える。多少研究計画は変更されるが、今後は目的を同じくして、音波測定の観点から研究を進めることを検討している。
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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
当初予定していた光学測定は完了することができたが、残念ながら期待していた相転移は観測することができなかった。音波測定の観点からはたしかに相転移の兆候が見えているので、おそらく光物性では相転移を敏感に検出できないものと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
液体酸素の超強磁場光学測定はいったん休止し、超音波測定の開発に取り組む。100テスラ超の領域における超音波測定は過去に例がないが、連続励起法（CW法）を用いた開発にすでに申請者は着手しており、1年以内に測定まで漕ぎ着ける可能性は高い。100テスラ以上まで超音波測定が可能になれば、arXivに投稿した論文[arXiv:1906.01207]と組み合わせた執筆が可能になり、一貫したストーリーでの論文を出版できる可能性が高い。
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| Causes of Carryover |
0.1%使用額に誤差が生じたが、不要・不急な物品購入を避け、来年度の物品購入のため有意義に用いる。
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