2013 Fiscal Year Annual Research Report
クーロンブロッケード温度計を用いた強磁場中における高精度断熱法比熱測定の開発
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23540392
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
稲垣 祐次 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10335458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河江 達也 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30253503)
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| Keywords | 強磁場 / 極低温 / 断熱法比熱 / CBTセンサー |
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| Research Abstract |
本研究課題は、原理的に磁場依存性の無いクーロンブロッケーロ温度計（CBT）を用いた強磁場ー極低温下における高精度断熱法比熱測定システムの構築である。一般に温度計としてよく用いられている半導体の電気抵抗は、極低温下における磁場依存性が著しく、断熱法を採用することは不可能である。断熱法では比熱の定義式通り、加えた熱量ΔQとその時の温度上昇ΔTから比熱C＝ΔQ/ΔTにより見積もられるからである。したがって断熱法に代わって緩和法などが採用されるが、緩和法も万能ではなく、潜熱を伴う一次相転移を正確に評価することができない。
以上のような背景から、磁場依存性の無い温度計を用いた断熱法比熱測定の開発を着想した。前述のCBTは、直列に並べたトンネル接合における単一電子トンネル効果を利用しており、特性は熱エネルギーと電子が１つトンネルした時の静電エネルギーの増加、その時のバイアス電圧によって決まる。具体的には接合のI-V特性から求められる微分コンダクタンスの半値幅は温度に比例し、校正を必要としない１次温度計として利用できる。
前年度までに既存の８Tマグネット+希釈冷凍機中での動作テスト等を終えているので、最終年度は、１３Tマグネット＋希釈冷凍機の立ち上げ、CBTセンサーの組み込み、動作テストを目標に実施した。設置実験室の変更等により当初計画より若干遅れたものの、現時点で実戦投入可能なレベルまで開発は進み、最低限の目標を達成することができた。今後は物性研究の場に投入し、貴重な研究成果が得られるものと大いに期待される。
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[Journal Article] Unusual Magnetic Ordering Observed in Nanosized S=1/2 Quantum Spin System (CH3)2NH2CuCl32014
Author(s)
Yuji Inagaki, Yasutaka Sakamoto, Hiroki Morodomi, Tatsuya Kawae, Yasuo Yoshida, Takayuki Asano, Kohei Hosoi, Hirokazu Kobayashi, Hirosh Kitagawa, Yoshitami Ajiro, Yuji Furukawa
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: In press
Pages: In press
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development of a Low-Temperature Insert for Precise Magnetization Measurement below T=2K with a Superconducting Quantum Interference Device Magnetometer2013
Author(s)
Yoshiaki, Sato, Shun Makiyama, Yasutaka Sakamoto, Tadahiko Hasuo, Yuji Inagaki, Tetsuya Fujiwara, Hiroyuki S. Suzuki, Kazuyuki Matsubayashi, Yoshiya Uwatoko, Tatsuya Kawae
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 52
Pages: 106702-106707
DOI
Peer Reviewed
