2010 Fiscal Year Annual Research Report
中性子散乱分光による超伝導-反強磁性相図と擬ギャップ状態の研究
| Project/Area Number |
22244039
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
山田 和芳 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (70133923)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20303894)
平賀 晴弘 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90323097)
富安 啓輔 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20350481)
佐藤 豊人 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (20455851)
渡辺 孝夫 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (40431431)
|
|---|
| Keywords | 中性子散乱 / 高温超伝導 / 反強磁性 / 擬ギャップ |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、高温超伝導機構の解明と、より高い超伝導転移を示す物質系の探索指針を得るために、銅酸化物超伝導体の超伝導-反強磁性相図の物質依存性を中性子散乱によって研究する。これによりモット絶縁体がキャリヤドープにより、どのように金属反強磁性体に変化するか、さらに、超伝導を示す金属反強磁性と示さない金属反強磁性の磁気励起の違いを探求する。この目的の達成には、中性子で得られる磁気信号の定量的抽出が必須となる。そのために偏極中性子散乱、とくにその手法を支える偏極単結晶モノクロメータの開発に重点を置く。Cu2MnAlによる偏極モノクロメータは、最も高性能なものとして広く利用されているが、従来国産では作れなかった。
本研究では、中性子散乱実験による研究展開に加えて、本格的偏極中性子実験を目指して、高性能な偏極モノクロメータの作成を行う。初年度は、大型単結晶を作るための電気炉の改造と、必要とする電気炉周辺の機器の整備を行なった。東日本大震災の影響で、大型単結晶育成のスタートが遅れたが、年度内には何度か単結晶育成を試みることが出来た。Cu2MnAlは固化過程で、710℃および630℃で2度の原子規則変態を通過するうえに、500℃以下では化学量論組成からずれた結晶が安定になる。従って単結晶作成後の熱処理によって原子規則度を制御することが、モノクロメータの性能向上には重要になる。そのため平成22年度における2つめの課題はCu2MnAlの大型結晶の熱処理を行なうための「クエンチング機構付き大型単結晶アニール炉」の製作であった。これは大型結晶を1000℃から500℃の間の所定の温度で長時間保持した後、急冷して室温まで下げる装置であり、急冷機構の設計に意を用いたものである。年度内にほぼ予定通りのスペックのものが導入できたが、震災の影響で単結晶育成が遅れているため、次年度以降に大型単結晶の熱処理条件探索を行う予定である。
|
