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メガガウス超強磁場における物質の量子現象の探求

研究課題

研究課題/領域番号 10044066
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関東京大学

研究代表者

三浦 登  東京大学, 物性研究所, 教授 (70010949)

研究分担者 長田 俊人  東京大学, 物性研究所, 助教授 (00192526)
松田 康弘  東京大学, 物性研究所, 助手 (10292757)
DURAK A.S.  New South Wales大学, 助手
CLARK R.G.  New South Wales大学, 教授
中川 宏之  日本学術振興会, 特別研究員
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1999年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1998年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードメガガウス / 超強磁場 / 輸送現象 / 電磁濃縮法 / 上部臨界磁場 / 酸化物高温超伝導体 / 量子現象 / ストリップライン / 高温超伝導体 / 酸界磁場
研究概要

本研究は、従来進展してきた物性研究所とシドニーのNew south Wales大学の間の強磁場物性に関する協力関係を基礎に協力して、マイクロ波伝導測定技術と超強磁場技術を組み合わせて、YBa_2Cu_3O_<7-δ>など興味ある試料についての超強磁場下輸送現象から新しい量子現象を探求することを目的としている。この2年間の間にオーストラリア側の研究者が物性研究所に来所してマイクロ波システムを一巻きコイル法による超強磁場中で使用し、YBa_2Cu_3O_<7-δ>については、磁場がc軸に垂直な場合についての上部臨界磁場の温度依存性を求めた、Dirac SeriesにおけるT=1.5Kのデータと併せ、臨界磁場と温度の相図を作製することに成功した。その結果は予想した通り、従来の超伝導に関するものとは非常に異なり、強磁場下でスピン分裂が顕著な場合に現れるFFLO状態が実現していることを示唆するものであった。一方、磁場がc軸に平行な場合には、直流伝導測定によって、従来のWWH理論によってほぼ説明される特性が得られていることがわかった。
さらに輸送現象と並んで超強磁場中の量子現象を測定するのに有用な手段である磁化測定を行うために、微細なピックアップコイルシステムを開発した、New south Wales大学のナノ構造研究施設の施設を用い、電子ビーム露光技術によって、非常に精度高くまた微細な構造を作製することができた。物性研究所側の研究者がシドニーの施設に出向き、実際に微小ピックアップコイルを作製した。このコイルを通常の配置とは異なり、コイル面が磁場と平行になるようにセットすると信号の中の外部磁場による成分の除去が完全になり、きわめて感度よく磁化を測定できることがわかった。そして現地のパルス強磁場施設によって強磁場下でMn酸化物など磁性体の磁気相転移を測定したが、ノイズの非常に少ない美しいデータが得られることが明らかになった。このシステムを駆使して実際の研究に役立てるのは今後の課題であるが、超強磁場下の磁化測定に新しい方法を切り開いたという点できわめて大きな成果ということができる。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] A. S. Dzurak: "Transport Measurements of In-plane Critical Fields in YBa<@D2@>D2Cu<@D3@>D2O<@D27-s@>D2 to 300T"Physical Review B. 57. R14084-14087 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakagawa: "DC and AC Magneto-Resistance Measurement Technique for YBa<@D2@>D2Cu<@D3@>D2O<@D7-s@>D2 Thin Films in Megagauss Fields"Physica B. 246-247. 429-432 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Shimamoto: "Magnetic Field-Induced Electronic Phase Transitions in Semimtals in High Magnetic Fields"Journal of Physics : Condensed Matter. 10. 11289-11300 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakagawa: "The Upper Critical Field and the Normal-State Resistivity of YBa<@D2@>D2Cu<@D3@>D2O<@D7-s@>D2 Thin Films in Megagauss Fields"Journal of Physics : Condensed Matter. 10. 11571-11576 (1998)

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  • [文献書誌] N. Miura: "Magneto-optical study of Excitons in Quantum Wells, Wires and Dots in High Magnetic Fields"Physica B. 256-258. 308-318 (1998)

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  • [文献書誌] J. L. O'Brien: "Experimental determination of the B-T phase diagram of YBa<@D2@>D2Cu<@D3@>D2O<@D7-s@>D2 to 150 T for B c"Physical ReviewB. 61. 1584-1587 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三浦 登: "実験物理学講座 第12巻 「実験環境技術」"丸善. 44 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三浦 登: "固体物理 35"アギネ技術センター. 15 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. S. Dzurak, B. E. Kane, R. G. Clark, N. E. Lumpkin, J. O'Brien, G. R. Facer, R. P. Starrett, A. Slougarevsky, H. Nakagawa, N. Miura, Y. Enomoto, D. G. Rickel, J. D. Goettee, L.J. Campbell, C. M. Fowler, C. Mielke, J. C. King, W. D. Zerwekh, D. Clark, B. D. Bartram, A. I. Bykov, O. M. Tatsenko, V. V. Plantonov, E. E. Mitchel, J. Herrmann and K. H. Muller: "Transport Measurements of In-plane Critical Fields in YBaィイD22ィエD2CuィイD23ィエD2OィイD27-δィエD2 to 300T"Physical Review B. 57. R14084-R14087 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakagawa, T. Takamasu, N. Miura and Y. Enomoto: "DC and AC Magneto-Resistance Measurement Technique for YBaィイD22ィエD2CuィイD23ィエD2OィイD27-δィエD2 Thin Films in Megagauss Fields"Physical Review B. 246-247. 429-432 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Shimamoto, N. Miura and H. Nojiri: "Magnetic Field-Induced Electronic Phase Transitions in Semimetals in High Magnetic Fields"Journal of Physics : Condensed Matter. 10. 11289-11300 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Nakagawa, N. Miura and Y. Enomoto: "The Upper Critical Field and the Normal-State Resistivity of BaィイD22ィエD2CuィイD23ィエD2OィイD27-δィエD2 Thin Films in Megagauss Fields"Journal of Physics : Condensed Matter. 10. 11571-11576 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Miura, H. Kunimatsu, K. Uchida, Y. Matsuda, T. Yasuhira, H. Nakashima, Y. Sakuma, Y. Awano, T. Futatsugi and N. Yokoyama: "Magneto-optical study of Excitonts in Quantum Wells, Wires and Dots in High Magnetic Fields"Physica B. 256-258. 308-318 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. L. O'Brien, H. Nakagawa, A. S. Dzurak, R. G. Clark, B. E. Kane, N. E. Lumpkin, R. P. Starrett, N. Miura, E. E. Mitchell, J. D. Goettee, D. G. Rickel, and J. S. Brooks: "Experimental determination of the B-T phase diagram of YBaィイD22ィエD2CuィイD23ィエD2OィイD27-δィエD2 to 150T for B⊥c"Physical Review B. 61. 1584-1587 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.E.Kane,A.S.Dzurak 他: "Measurement Instrumentation for Electrical Transport Experiments in Extreme Pulsed Magnetic Fields Generated by Flux Compression"Review of Scientific Instruments. 68巻. 3843-3860 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.S.Dzurak, 他: "Transport Measurements of In-plane Critical Fields in YBa_<2 >Cu_3O_<7-8> to 300T"Physical Review B. 57巻. R14084 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.E.Lumpkin, 他: "Dirac Series Experiments in 800T Fields: Innovations for Transport Measurements"Physica B. 246-247巻. 395-399 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.L.O'Brien, 他: "Experimental determination of the B-T phase diagram of YBa_<2 >Cu_3O_<7-8> to 150T for B⊥c"Physical Review B. 61巻. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Miura他: "Magneto-optical Study of Semiconductor Nanostructures in High Magnetic Fields"Journal of Physics : Condensed Matter. 11巻. 5917-5928 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Miura 他: "Production of Megagauss Fields and Their Application to Solid State Physics"Pro.7th Int.Conf.Megagauss Field Generation and Related Topics.. 2巻. 171-186 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.E.Hussey他: "Magnetic Field Induced Dimensional Crossover in the Normal State of YBa,Cu_2" Physical Review Letters. 80/13. 2909-2912 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.S.Dzurak他: "Transport Measurements of In-plane Critical Fields in YBa_2Cu_3O_<7-s> to 300T" Physical Review B. 57/22. R14084-14087 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.S.Dzurak 他: "Low Temperature Transport Measurements of Superconductors and Semiconductors in Magnetic Fields to 800 Tesla" Physica B. 246-247巻. 40-49 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.E.Lumpkin 他: "Dirac Series Experiments in 800T Fields: Innovations for Transport Measurements" Physica B. 246-247巻. 395-399 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakagawa他: "DC and AC Magneto-Resistance Measurement Technique for YBa_2Cu_3O_<7-5> Thin Films in Megagauss Fields" Physica B. 246-247巻. 429-432 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakagawa他: "The Upper Critical Field and the Normal-State Resistivity of YBa_2Cu_3O_<7-δ> Thm Films in Megagauss Fields"" Journal of Physics: Condensed Matter. 10/49. 11571-11576 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] B.E.Kane他: "Proceedings of the 7th International Conference on the Megagauss Field Generation and Related Topics" Sarov,Russia(印刷中), (1990)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2020-05-15  

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