プラスチック製高圧力装置を用いた高圧力・パルス磁場中量子振動測定法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K17700
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三宅 厚志 東京大学, 物性研究所, 助教 (10397763)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: パルス磁場 / プラスチック製圧力装置 / 量子振動 / メタ磁性 / パルス強磁場 / 非金属製ダイヤモンドアンビルセル / 黒燐 / ダイヤモンドアンビルセル / 高強度プラスチック / プラスチック製高圧力装置 / 磁場角度分解 / 磁気抵抗測定

研究成果の概要

磁場変化速度の大きなパルス磁場中ではうず電流による発熱が問題となるために、絶縁体であり高い引張強度を持ちプラスチック材料を用いて圧力装置の開発を行なった。直径0.3 mm、高さ0.1 mmの試料空間を持つダイヤモンドアンビルセルにおいて、10 GPaを超える圧力発生に成功した。さらに大口径のパルス磁石を用いて、冷凍機内で圧力装置ごと回転できる機構も自作した。対象として、圧力誘起半導体－半金属転移を示す黒燐の研究を行なった。1.5 GPa以上で半金属転移の直接的な証拠である量子振動の観測に成功した。その他、常圧下でのf電子系におけるメタ磁性の研究にも取り組んだ。

研究成果

• [国際共同研究] MPI for Microstructure Physics(ドイツ)
• [雑誌論文] Different metamagnetism between paramagnetic Ce and Yb isomorphs (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake Atsushi、Sato Yoshiaki、Tokunaga Masashi、Jatmika Jumaeda、Ebihara Takao
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 8 ページ: 085127-085127
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.085127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-carrier analyses of the transport properties of black phosphorus under pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Akiba, A. Miyake, Y. Akahama, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, and M. Tokunaga
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 95 号: 11
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.115126
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 圧力下の半金属黒燐における異常量子伝導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 秋葉和人、三宅厚志、徳永将史、赤浜裕一
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 51 ページ: 249-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Hall effect in a bulk antiferromagnet EuMnBi$_2$ with magnetically confined 2D Dirac fermions (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Masuda, H. Sakai, M. Tokunaga, Y. Yamasaki, A. Miyake, J. Shiogai, S. Nakamura, S. Awaji, A. Tsukazaki, H. Nakao, Y. Murakami, T. Arima, Y. Tokura, and S. Ishiwata
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 2 号: 1
  • DOI: 10.1126/sciadv.1501117
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Possible Excitonic Phase of Graphite in the Quantum Limit State (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akiba, A. Miyake, H. Yaguchi, A. Matsuo, K. Kindo, M Tokunaga
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 84 号: 5 ページ: 054709-054709
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.054709
  • NAID: 40020461614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Quantum Transport Properties in Semimetallic Black Phosphorus (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akiba, A. Miyake, Y. Akahama, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, H. Arai, Y. Fuseya, M. Tokunaga
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 84 号: 7 ページ: 0737081-4
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.073708
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] サイクロイド型磁気秩序を示すUPtGeのメタ磁性転移 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志, 仲村愛, 李徳新, 本間佳哉, 清水悠晴, 本多史憲, Leonid M. Sandratskii, 徳永将史, 青木大
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会(2018年)
• [学会発表] Pressure and Magnetic Field Angle Dependence of Magnetoresistance of Black Phosphorous under Pulsed Magnetic Fields (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Miyake, K. Akiba, M. Kano, Y. Akahama, K. Kindo, M. Tokunaga
  • 学会等名: International Conference on Research in High Magnetic Fields (RHMF 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] CeNi2Ge2、YbNi2Ge2におけるメタ磁性II (2017)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志, 河智史朗, 徳永将史, Jumaeda Jatmika, 海老原孝雄
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会（2017年）
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] NiCrAl-DACを用いた高圧力-強磁場下電気抵抗測定の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田原大夢, 木田孝則, 鳴海康雄, 藤田秀紀, 加賀山朋子, 清水克哉, 三宅厚志, 小濱芳允, 萩原政幸
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会（2017年）
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Metamagnetism in CeNi2Ge2 and YbNi2Ge2 (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Miyake, S. Kawachi, K. Akiba, J. Jatmika, T. Ebihara, Y. Nakanishi, M. Yoshizawa, M. Tokunaga
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 単元素半導体Teの強磁場・圧力下における電気伝導特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 秋葉和人, 三宅厚志, 小林夏野, 郷地順, 上床美也, 徳永将史
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] CeNi2Ge2とYbNi2Ge2 におけるメタ磁性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志
  • 学会等名: 強磁場研究会「強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端」
• [学会発表] ジグザグ鎖を有するUPtGe、U2Ir3Si5の磁気相図 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志、徳永将史、仲村愛、本多史憲、李徳新、本間佳哉、青木大
  • 学会等名: 東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センター 平成28年度 大洗研究会
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] CeNi2Ge2、YbNi2Ge2におけるメタ磁性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志, 佐藤由昌, 徳永将史, Jumaeda Jatmika, 海老原孝雄
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] ジグザグ鎖構造を有するウラン化合物UPtGe、U2Ir3Si5の磁気相図 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志、徳永将史、仲村愛、本多史憲、李徳新、本間佳哉、青木大
  • 学会等名: 東京大学物性研究所短期研究会「強磁場コラボラトリー、国際協力と強磁場科学」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所（千葉県柏市）
  • 年月日: 2016-06-23
• [学会発表] UPtGeの強磁場磁化過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志、仲村愛、,志村康成、本間佳哉、李徳新、本多史憲、徳永将史、青木大
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市、東北学院大学泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] パルス磁場中で発熱のないプラスチック製圧力セルの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志、秋葉和人、松林和幸、上床美也、摂待力生、赤浜裕一、金道浩一、徳永将史
  • 学会等名: 第56回高圧討論会
  • 発表場所: 広島県広島市、JMSアステールプラザ
  • 年月日: 2015-11-10
• [学会発表] Pressure cells for using in a pulsed-field (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Miyake, K. Akiba, R. Settai, Y. Akahama, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, K. Kindo, M. Tokunaga
  • 学会等名: 11th International Conference "Research in High Magnetic Fields" RHMF 2015
  • 発表場所: フランス・グルノーブル、Maison MINATEC
  • 年月日: 2015-07-01
• [備考] 東京大学物性研究所
  • URL: http://www.issp.u-tokyo.ac.jp
• [備考] 東京大学物性研究所徳永研究室ホームページ
  • URL: http://tokunaga.issp.u-tokyo.ac.jp/Tokunaga_Lab/toppu.html
• [備考] 東大物性研ニュース
  • URL: http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/cgi-bin/n1004_detail.cgi?c=information_table::402