第2種超伝導体の磁気的渦糸芯のNMR探索

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22540353
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: 伊藤 豊 京都産業大学, 理学部, 准教授 (50378543)
• Keywords: 磁気共鳴 / 超伝導

Research Abstract

かつては実測不能と思われていた第2種超伝導体の磁場中磁束状態における渦糸芯内の束縛状態の様子は,スピン拡散効果の低減のために,サイト選択的なNMR測定が可能とわかってきた。本研究の目的は,様々な超伝導体の渦糸芯内の量子干渉状態をNMR法で系統的に観測し,その局所磁性を明らかにすることにある。具体的には,破超伝導体とs波超伝導体の渦糸芯内状態の核スピン格子緩和時間の空間分布の詳細を比較解明し,束縛状態の理論に対する検証を行い,任意形状の超伝導体の磁束分布を決定できるExsitu-NMR法を開発し,渦糸芯内の電子相関効果と磁束相図における磁束の集団運動との排他的な観測方法を確立することにある。
液体窒素温度までではあるが,自由誘導減衰信号とスピンエコー信号に対して高速フーリエ変換をおこない,周波数スペクトルの測定と解析が可能となった。試験試料として水素化物を選び,水素核細の測定を実施し,微細な構造の検出ができることを確認した。幅広であるが均一な自由誘導減衰信号とシャープであるが不均一広がりを見せる自由誘導減衰信号およびそのスピンエコー信号の共存する信号を周波数スペクトル上で分離観測することができた。この実験はコート材に包まれた高温超伝導体の表面磁場分布マッピングのための基礎データとして利用することができ実際のコート材の中の水素核NMRによるExsituNMR測定の有効性の検証に進むことができた。コート材が感じる表面磁場は,コート材そのもののバルクの共鳴信号と混在したものとなり,その分離測定が課題となっている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

超伝導マグネットの原因不明のクエンチが発生したため高磁場実験が中断され,ガラスデュワーの損壊により零磁場低温実験が中断された。予想外の実験装置の故障によって実験の遅れが発生した。

Strategy for Future Research Activity

1.4テスラ以下ではあるが常伝導電磁石によるNMR実験によって研究は遂行できると考えられるので,電磁石用の低温クライオスタットを早急に立ち上げる。急場をしのぐためにガラスデュワーを用いた実験に切り替える。