2014 Fiscal Year Annual Research Report
パルス強磁場を用いた 多重極限環境下精密物性測定装置の開発
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25800198
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木田 孝則 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50452412)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多重極限環境 / パルス強磁場 / 高圧力 / トンネルダイオード振動法 / 鉄系超伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超強磁場，超高圧及び極低温などに代表される環境は極限環境と呼ばれる。このような極限環境を組み合わせた多重極限環境下では，物質系が様々な新奇現象を示すことはよく知られている。本研究では，非破壊型パルスマグネットとダイヤモンドアンビル圧力セル（DAC）を組み合わせた，パルス磁場中・高圧力下輸送現象測定装置を開発し，圧力誘起超伝導転移を示す鉄系超伝導体の母物質（BaFe2As2など）の上部臨界磁場およびその異方性を調べ，この物質群の超伝導発現機構の解明に向けた指針を得ることを目的とした。DACは割合高い圧力を発生できるが，圧力発生空間が狭いため電気抵抗測定においては試料への端子付けに特殊な技術を要する。そこで本研究では，非接触型の高周波表面インピーダンス測定を目指して，トンネルダイオード振動（TDO）法の導入を試みた。TDO回路はrf発振回路であるので，安定した発振を得るためには検出コイルのインピーダンス整合の工夫が必要であった。代表的な鉄系超伝導体の１つであるFe(Te,Se)を用いて，定常磁場・常圧力下で本装置の動作確認を行ったところ，この物質の超伝導転移に対応する発振周波数の明瞭な温度変化・磁場変化を観測した。また，最大磁場が40テスラを超えるパルスマグネットを用いた高磁場測定においても，この物質の超伝導転移，すなわち上部臨界磁場の測定に成功した。
高圧力の発生にはNi-Cr-Al合金製のDACを，圧力の保持には金属ガスケット（SUS310製）を用いた。常圧力時と同様に，Fe(Te,Se)を用いて約6ギガパスカルまでの高圧力下で上記と同様な測定を行ったところ，定常磁場中では問題なく測定できたが，パルス強磁場中では金属部品に生じる渦電流によるジュール発熱が見られた。
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