2023 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ NMR studies of strongly correlated electron systems under light illumination
| Project/Area Number |
21K18897
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
Principal Investigator |
後藤 敦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, マテリアル基盤研究センター, グループリーダー (30354369)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| Keywords | 光物性 / 核磁気共鳴 / 強相関電子系 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
固体物性に多様性をもたらす強相関電子系の特異な電子状態を理解する上で、低エネルギー磁気励起の特徴を理解することは不可欠である。一方、光照射による状態変化はもととなる電子状態を反映しており、その機構解明に重要な手がかりを与えるものと期待される。本研究の目的は、低温環境下で稼働する光照射NMRその場測定システムを構築し、それを利用して光照射下でのNMR測定を行うことで、各物質固有の電子状態の特徴を明らかにすることである。
本年度は、前年度までに開発を進めてきた光照射NMRその場測定用プローブの完成に向けて作業を進めた。本年度当初の時点で残る課題は、光照射下で試料チャンバー内の試料を効率的に冷却するための試料ホルダーの開発と、短波長域の導光に適するが曲げにくい石英ガラスファイバーのプローブへの設置法の検討であった。前者では、熱伝導性に優れる窒化アルミを用いた試料ホルダーを開発し、試料チャンバー内に組み込んだ。その後、試料チャンバー内に窒素ガスを封入してクライオスタット内で冷却した結果、100-300 Kでの温度の安定を確認した。一方、後者では、プローブ底部に長さ調整用のアダプターを設置し、プローブ底部から試料チャンバー内の試料までの直線的な導光を実現した。また、新たに561 nmレーザー光源を導入し、これにより紫外から赤外までの様々な波長の光源が揃った。本プローブ及び光照射システムの完成後、銅酸化物における銅核の光照射NMR測定を進めた。試料には、YBCO/SrTiO3と、参照物質としてワイドギャップ半導体Cu2Oの単結晶を用いた。これまでの測定から、試料チャンバー方式による光照射NMRその場測定に対する展望が開けた一方、課題も明らかになってきた。特に、光照射下でのチャンバー内温度の変化や入力可能なパワー、高周波放電の状況などに関して有用な知見が得られている。
|
