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2011 Fiscal Year Annual Research Report

圧力下SQUID-ESR法によるイジング性磁気強誘電体の秩序構造安定性の起源解明

Research Project

Project/Area Number 22540349
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

櫻井 敬博  神戸大学, 研究基盤センター, 助教 (60379477)

Keywords圧力下ESR / SQUID磁束計 / 磁化検出 / イジング性磁気強誘電体
Research Abstract

本研究は,SQUID磁束計を用いた磁化検出型の圧力下ESR測定技術(SQUID-ESR)の開発と,それを用いたイジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6の特異な磁気構造の安定性の起源解明を目的とする。初年度は常圧下においてこのSQUID-ESR法を確立し,圧力セルを用いた測定においてもESR測定が可能であることを示した。本年度は,圧力下におけるSQUID)-ESR法の確立を行った。圧力セルとしてはCuBe製のピストンシリンダー型のものを作製した。種々検討の結果,外径,内径はそれぞれ8.7mm,2.7mm,シリンダー長は42mmとした。NiSnCl_6・6H2_O(磁性イオンNi^<2+>,S=1)という物質についてESR測定を行い,1.5GPaまでの圧力下,80~130GHzの周波数範囲でSQUID-ESRに成功した。これは磁化検出型のESRとしては世界で初めての圧力下における測定である。本手法は,マクロ,ミクロの両物性測定が同時に出来るという点だけでなく,標準的な圧力較正方法が利用可能な点も特徴である。即ち,圧力を試料と同時にセットしたスズの超伝導転移温度により較正でき,これまでの圧力下ESRに比べより精密な圧力較正が出来る。最高感度としては10^<14>spins/G(4K,105GHz)を実現した。しかし圧力シールに用いるCuリングの加圧に伴う変形が電磁波の進行を妨げ,圧力下ではしばしば感度が低下する事が明らかとなった。次年度以降この感度低下を低減する方法を見出して行くと共に,Ca_3CoMnO_6に同手法を応用して行く。即ち,本系の↑↑↓↓という磁気構造の安定性の起源を,圧力の印加によって交換相互作用,異方性を制御する事により解明する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の主要な目的の一つは圧力下におけるSQUID-ESR法の確立である。今年度までに同手法はほぼ確立した。次年度は同手法をイジング性磁気強誘電体Ca_3CoMnO_6に応用し,その磁気構造安定性の起源解明を行う。これはほぼ当初の計画通りである。

Strategy for Future Research Activity

圧力下SQUID-ESRの手法をほぼ確立したが,圧力シールに用いるCuリングの加圧に伴う変形が電磁波の進行を妨げ,感度低下に影響を及ぼしている事が明らかとなった。Ca_3CoMnO_6への本手法の適用に当たってこの点が今後問題になる可能性がある。現状の圧力セルのままCa_3CoMnO_6のSQUID-ESRを試みて行くと同時に,他のシール材料,あるいは他のシール方法を模索する。これにより,Ca_3CoMnO_6の一次元鎖に沿った↑↑↓↓という磁気構造の安定性の起源を圧力下SQUID-ESRの最大の強みであるマクロ,ミクロ両面からの同時物性測定により解明する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] High-field ESR using SQUID magnetometer2011

    • Author(s)
      T. Sakurai, R. Goto, N. Takahashi, S. Okubo, H. Ohta
    • Journal Title

      J. Phys.: Conf. Ser

      Volume: 334 Pages: 012058/1-4

    • DOI

      DOI:10.1088/1742-6596/334/1/012058

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁化検出による圧力下ESR測定技術の開発2011

    • Author(s)
      櫻井敬博, 他4名
    • Organizer
      第50回電子スピンサイエンス学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      20111116-20111118
  • [Presentation] High pressure ESR technique using SQUID magnetometer2011

    • Author(s)
      T.Sakurai, 他4名
    • Organizer
      International Workshop Advanced ESR Studies for New Frontiers in Biofunctional Spin Science and Technology
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      20111113-20111114
  • [Presentation] SQUID磁束計を用いた磁化検出型圧力下ESR測定技術の開発とその応用2011

    • Author(s)
      櫻井敬博, 他4名
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄キリスト教学院
    • Year and Date
      20111109-20111111
  • [Presentation] ミリ波・サブミリ波における圧力下磁化検出型ESR測定技術の開発2011

    • Author(s)
      櫻井敬博, 他4名
    • Organizer
      第21回(平成23年度)日本赤外線学会研究発表会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松
    • Year and Date
      20111020-20111021
  • [Presentation] SQUID磁束計を用いた圧力下磁化検出型ESR測定技術の開発2011

    • Author(s)
      櫻井敬博, 他4名
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス
    • Year and Date
      20110921-20110924
  • [Presentation] 新しい検出法による圧力下ESR装置の開発2011

    • Author(s)
      櫻井敬博, 他4名
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学上ヶ原キャンパス
    • Year and Date
      20110324-20110327

URL: 

Published: 2013-06-26  

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