2009 Fiscal Year Annual Research Report
高圧下精密熱測定によるカゴ状超伝導・熱電物質のラットリングの体積依存性の研究
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21540363
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
梅尾 和則 Hiroshima University, 自然科学研究支援開発センター, 准教授 (10223596)
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| Keywords | 高圧力 / 比熱 / カゴ状物質 / パイロクロア酸化物 / クラスレート / 超伝導 / ラットリング |
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| Research Abstract |
結晶中の比較的大きな間隙(カゴ)にさまざまなゲスト原子が閉じ込められたカゴ状物質では,カゴとゲスト原子との相互作用によって特異な超伝導や熱伝導(率の抑制など興味深い物性が出現する。それらの物性はゲスト原子の振幅の大きな非調和振動,いわゆるラットリングに起因すると考えられているが,その詳細は明らかになっていない。組成を変えずにカゴ体積のみ減少させられる圧力実験は、ラットリングによるフォノン散乱がカゴ体積にどのように依存するかを調べる最適な手法である。本研究の目的は高圧下における精密な比熱と熱伝導率測定から,(1)パイロクロア酸化物KOs_2O_6の超伝導特性とK原子のラットリングとの関連性を明らかにすること,および,(2)クラスレートSr_8Ga_16Ge_30とBa_8Ga_16Sn_30のフォノン散乱のカゴ体積依存性を調べ,ガラス的な熱伝導率の起源を明らかにすることである。
パイロクロア酸化物KOs_2O_6は9.6Kの超伝導転移温度以下のTp=7.5Kで結晶対称性の変化を伴わない構造相転移を示す。このTpでの転移は僅か200気圧という低圧で消失することを世界で初めて明らかにした。さらに,10K以上で現れる,ラットリングに起因するアインシュタイン比熱の圧力変化を測定するため,これまでの抵抗温度計の代わりに,高温でも高い感度をもつ金鉄-クロメル熱電対を用い,3GPaまでの圧力下で,低温から20Kまでの範囲で交流比熱測定が可能であることを確かめた。
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