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2013 Fiscal Year Annual Research Report

酸素の温度圧力相図の熱力学的解明

Research Project

Project/Area Number 23740271
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

三宅 厚志  東京大学, 物性研究所, 助教 (10397763)

Keywords固体酸素 / 交流比熱 / 共振周波数測定 / 圧力温度相図
Research Abstract

より正確な相図を決定するためには温度・圧力を精度よく測定する必要がある。特に固体酸素は熱膨張が大きいために室温で保持した圧力が温度変化とともに変化する事が分かっており、相転移点での正確な圧力測定が必要である。そこで、光ファイバーを冷凍機に導入する事で物理量とともにルビー蛍光測定により圧力の温度変化を測定できる簡易な光学系を構築した。カンタム・デザイン社物理特性測定装置PPMSに取付けられる直径約20 mmのダイヤモンドアンビルセル(DAC)の作成を行い、上記圧力測定装置と組み合わせて、固体酸素の交流比熱測定に取り組んだ。目標としていたδ相までは圧力発生ができておらず、圧力室の改良を行い、酸素により高い圧力をかけられるようにする事が課題として残った。
また、高圧力とパルス磁場を組み合わせた複合極限環境下での測定に向けて開発を行った。パルス磁場は数十ミリ秒の短い時間に磁場を発生させるために渦電流による発熱が問題となる。そのためにパルス磁場下では従来の金属製DACの使用は困難となる。そこで、高強度プラスチックを用いたDACの作成と評価を行った。金属製DACよりは圧力発生性能が劣るもののプラスチック製DACでも約8 GPaの圧力発生に成功した。デザインの改良により高い圧力発生を目指す。
本研究期間内に、約5 GPa、室温から2 Kまで固体酸素の圧力-温度相図を交流比熱、磁気測定により熱力学的に明らかにした。その結果γ相内に比熱のとびが観測され、今まで報告のない新しい相の存在が示唆される。さらに、LC共振回路を用いた共振周波数測定手法を開発し、DAC中にコイルを入れる事で簡便に圧力下で磁気測定を行えるようにした。この手法による量子振動測定も可能で、高圧力・強磁場下での物性研究への応用が期待できる。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Pressure effect on magnetism and multiferroicity in Mn2GeO42014

    • Author(s)
      T. Honda, T. Aoyama, J. S. White, Th. Strassle, L. Keller, M. Kenzelmann, F. Honda, A. Miyake, K. Shimizu, Y. Wakabayashi, T. Kimura
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 89 Pages: 104405-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.89.104405

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pressure Effect on Crystalline Electric Field of PrOs4P122014

    • Author(s)
      Atsushi Miyake, Katsuya Shimizu, Hitoshi Sugawara
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Valence ordering in the intermediate-valence magnet YbPd2013

    • Author(s)
      R. Takahashi, T. Honda, A. Miyake, T. Kagayama, K. Shimizu, T. Ebihara, T. Kimura, Y. Wakabayashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 88 Pages: 054109-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.88.054109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interplay between Charge and Magnetic Orderings in YbPd2013

    • Author(s)
      A. Miyake, K. Kasano, T. Kagayama, K. Shimizu, R. Takahashi, Y. Wakabayashi, T. Kimura, T. Ebihara
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 82 Pages: 084706-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.084706

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pressure-induced metal-insulator transition of the mott insulator Ba2IrO42013

    • Author(s)
      D. Orii, M. Sakata, A. Miyake, K. Shimizu, H. Okabe, M. Isobe, E. Takayama-Muromachi, J. Akimitsu
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society

      Volume: 63 Pages: 349-351

    • DOI

      10.3938/jkps.63.349

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strong enhancement of superconductivity in inorganic electride 12CaO·7Al2O3:e- under high pressure2013

    • Author(s)
      S. Tanaka, T. Kato, A. Miyake, T. Kagayama, K. Shimizu, S. W. Kim, S. Matsuishi, H. Hosono
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society

      Volume: 63 Pages: 477-480

    • DOI

      10.3938/jkps.63.477

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetism and superconductivity in CeCu2Ge2 under high pressures and magnetic fields2013

    • Author(s)
      F. Honda, T. Maeta, Y. Hirose, Y. Ōnuki, A. Miyake, R. Settai
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society

      Volume: 63 Pages: 345-348

    • DOI

      10.3938/jkps.63.345

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 固体酸素における反転対称性の破れの検証2014

    • Author(s)
      青山拓也,永井正也,三宅厚志,清水克哉,芦田昌明,木村剛
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      神奈川県東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] パルス強磁場・高圧力下における量子振動測定法の開発II2014

    • Author(s)
      三宅厚志,小濱芳允,太田俊平,広瀬雄介,本多史憲,青木大,大貫惇睦,摂待力生,松林和幸,上床美也,松尾晶,金道浩一,徳永将史
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      神奈川県東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] パルス強磁場・ダイヤモンドアンビルセルを用いた強磁場・高圧力下物性測定法の開発2013

    • Author(s)
      三宅厚志,小濱芳允,松林和幸,上床美也,松尾晶,金道浩一,徳永将史
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟県朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      20131114-20131116
  • [Presentation] パルス強磁場・高圧力下における量子振動測定法の開発2013

    • Author(s)
      三宅厚志,小濱芳允,河智史朗,本多史憲,青木大,摂待力生,大貫惇睦,松尾晶,金道浩一,徳永将史
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島県徳島大学常三島キャンパス
    • Year and Date
      20130925-20130928
  • [Presentation] Pressure Effect on Crystalline Electric Field of PrOs4P122013

    • Author(s)
      A. Miyake, K. Shimizu, H. Sugawara
    • Organizer
      Strongly Correlated Electron Systems SCES2013
    • Place of Presentation
      東京都東京大学伊藤国際学術研究センター
    • Year and Date
      20130805-20130809

URL: 

Published: 2015-05-28  

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