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量子固体の磁性と結晶制御

研究課題

研究課題/領域番号 17071004
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

奥田 雄一 (2009)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50135670)

石本 英彦 (2005-2008)  東京大学, 物性研究所, 教授 (60044773)

研究分担者 佐々木 豊  京都大学, 低温物質科学研究センター, 准教授 (60205870)
山口 明  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 准教授 (10302639)
奥田 雄一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50135670)
研究期間 (年度) 2005 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
76,900千円 (直接経費: 76,900千円)
2009年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2008年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
2007年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2006年度: 18,700千円 (直接経費: 18,700千円)
2005年度: 19,600千円 (直接経費: 19,600千円)
キーワード量子固体 / 多体交換 / フラストレーション / 低次元 / スピン液体 / 超流動 / NMR,結晶成長 / 結晶成長 / 固体4He / アエロジェル / 超流動3He / MRI
研究概要

2次元3角格子3Heについて、1mK以下における磁化曲線に1.2~2.2Tに1/2磁化プラトーを、2.5Tにショルダーを見出した。これを説明するためには多体交換相互作用パラメータが重要であるが6体までのパラメータでは説明できないことが判明した。また、固体4Heに混入した微量不純物3HeのNMR検出に成功し、4He結晶中の不均質な部分にトラップされた3Heが微小クラスターを形成し、相分離温度以上でも安定に存在することを明らかにした。アエロジェルという空孔率の高い多孔体の中での固体4Heの結晶成長のメカニズムが核生成によることを明かにした。

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (44件) (うち査読あり 32件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Hyperfine induced magnetic ordering in a S = 1/2 quantum magnet on Kagome lattice2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Karaki, M. Kou, A. Yamaguchi, M. Kubota, H. Ishimoto, Z. Honda, K. Yamada
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys. 158

      ページ: 653-653

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Texture and Vortex of Rotating Superfluid 3He-A in Parallel-plate Geometry2010

    • 著者名/発表者名
      M. Yamashita, K. Izumina, A. Matsubara, Y. Sasaki, O. Ishikawa, T. Takagi, M. Kubota, T. Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys. 158

      ページ: 353-363

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MRI Study of Nucleation and Growth During the Field Induced First Order Phase Transition Between U2D2 and CNAF He-3 near Absolute Zero2010

    • 著者名/発表者名
      T, Tanaka Y. Sasaki, et al.
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys. 158

      ページ: 737-737

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleation and avalanche of 4He crystals in aerogel2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ueno, R.Masumoto, T.Mimori, A.Osawa, R.Nomura, Y.Okuda
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 158

      ページ: 490-495

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyperfine induced magnetic ordering in a S=1/2 quantum magnet on Kagome lattice2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Karaki, M.Kou, A.Yamaguchi, M.Kubota, H.Ishimoto, Z.Honda, K.Yamada
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 158

      ページ: 653-658

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MRI Study of Nucleation and Growth during the Field Induced First Order Phase transition between U2D2 and CNAF 3He near Absolute Zero2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka, M.Yatsuya, T.Mizusaki, Y.Sasaki
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 158

      ページ: 737-748

    • NAID

      120002182832

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetization Plateau of Two-Dimensional Antiferromagnetic Solid 3He on a Triangular Lattice2009

    • 著者名/発表者名
      H. Nema, A. Yamaguchi, H. Ishimoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

      ページ: 75301-75301

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetization plateau of two-dimensional antiferromagnetic solid ^3He on a triangular lattice2009

    • 著者名/発表者名
      H. Nema, A. Yamaguchi, T. Hayakawa and H. Ishimoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual observation of the bubble dynamics in normal ^4He, superfluid ^4He and superfluid ^3He-^4He mixtures2009

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, M. Morikawa, T. Ueda, R. Nomura, Y. Okuda and S. N. Burmistrov
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech. 619

      ページ: 261-275

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin wave and vortex excitations of superfluid He-3-A in parallel-plate geometry2008

    • 著者名/発表者名
      Yamashita M, Izumina K, Matsubara A, Y. Sasaki, et al.
    • 雑誌名

      PHYS. REV. LETT. 101

      ページ: 25302-25302

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New aspects of crystal growth of solid 4He studied by acoustic wave2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuda, R. Nomura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

    • NAID

      110006983717

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition between thermal fluctuations and disorder in the crystallization of 4He in aerogel2008

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura, A. Osawa, T. Mimori, K. Ueno, H. Kato, Y. Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 175703-175703

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Wave and Vortex Excitations of Superfluid ^3He-A in Parallel-plate Geometry2008

    • 著者名/発表者名
      M. Yamashita, K. Izumina, A. Matsubara, Y. Sasaki, O. Ishikawa, T. Takagi, M. Kubota and T.Mizusaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition between thermal fluctuations and disorder in the crystallization of 4^He in aerogel2008

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura, A. Osawa, T. Mimori, K. Ueno, H. Kato and Y. Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broadening of the surface Andreev bound states band of superfluid ^3H-B on a partially specular wall2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Wada, S. Murakawa, Y. Tamura, M. Saitoh, Y. Aoki, R. Nomura and Y. Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 78

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New aspects of crystal growth of solid ^4He studied by acoustic wave2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuda and R. Nomura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

    • NAID

      110006983717

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetization curve of second layer anti-ferromagnetic solid 3He on graphite2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nema, A. Yamaguchi, T. Hayakawa and H. Ishimoto
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys. 105

      ページ: 330-335

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Boundary Magnetism and Superfluidity of Liquid 3He in Nanometer-Porous Aluminum2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, T. Hayakawa, H. Nema and H. Ishimoto
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys. 105

      ページ: 336-340

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound Velocity Measurements in the Low and the High Field Phases of the Nuclear-Ordered bcc Soild 3He in Magnetic Fields2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sasaki, A. Nakayama, Y. Sasaki, and T. Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys. 151

      ページ: 1113-1148

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] H. Abe, T. Ueda, M. Morikawa, Y. Saitoh, R. Nomura, Y. Okuda2007

    • 著者名/発表者名
      Faraday Instability of Crystallization Waves in 4He
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 92

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced ferromagnetic solid He-3 layer on He-4 preplated graphite2007

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi A, Watanuki T, Masutomi R, A. Yamaguchi, et al.
    • 雑誌名

      PHYS. REV. B 75

      ページ: 92501-92501

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced ferromagnetic solid He-3 layer on He-4 preplated graphite2007

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 75

      ページ: 92501-92501

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure induced ferromagnetic solid 3He layer on 4He preplated Graphite2007

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, T. Watanuki, R. Masutomi and H. Ishimoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B., 75

      ページ: 925011-3

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faraday Instability of Superfluid Surface2007

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, T. Ueda, M. Morikawa, Y.Saitoh, R. Nomura, and Y.Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 76

      ページ: 463051-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Filament Formation by Impurities Embedding into Superfluid Helium2007

    • 著者名/発表者名
      E. B. Gordon, R. Nishida, R. Nomura and Y. Okuda
    • 雑誌名

      JETP Letters 85

      ページ: 710-713

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faraday instability of crystallization waves in 4He2007

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, T. Ueda, M. Morikawa, Y. Saitoh, R. Nomura and Y. Okuda
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleation and growth during the first order phase transition between U2D2 and CNAF 3He2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, M. yatsuya, Y. Sasaki, and T. Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag, Mat. 310

      ページ: 1615-1616

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound velocity measurements of nuclear-spin ordered BCC solid 3He2007

    • 著者名/発表者名
      S. Sasaki, A. Nakayama, Y. Sasaki, and T. Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag. Mat. 310

      ページ: 1587-1589

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Textures of Superfluid 3He A-like and B-like Phases in Aerogel under Rotation2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kunimatsu, K. Izumina, T. Sato, A. Matsubara, Y. Sasaki, O, Ishikawa, M. Kubota, Y. M. Bunkov, and T. Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys 148

      ページ: 591-596

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Orientation Effect on Superfluid 3He in Anisotropic Aerogel2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kunimatsu, T. Sato, K. Izumina, A. Matsubara, Y. Sasaki., M. Kubota, O. Ishikawa, T. Mizusaki, and Yu. M.Bunkov
    • 雑誌名

      JETP Lett. 86

      ページ: 210-216

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound velocity measurements of nuclear-spin ordered BCC solid 3He2007

    • 著者名/発表者名
      S.Sasaki, A.Nakayama, Y.Sasaki, T.Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag. Mat. 310

      ページ: 1587-1587

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of ULT-MRI cryostat for ultra low temperature physics2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka, M.Yatsuya, Y.Sasaki, T.Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag. Mat. 310

      ページ: 1615-1615

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic relaxation and minority spin condensate in spin-polarized superfluid He-3 A12006

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, et al.
    • 雑誌名

      Nature 444

      ページ: 909-909

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facet Growth of 4He Crystal Induced by Acoustic Waves2006

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, Y. Saitoh, T. Ueda, F. Ogasawara, R. Nomura, Y. Okuda, A. Ya. Parshin
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. (Letter) 75

    • NAID

      110004086851

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minority spin condensate in the spin-polarized superfluid ^3He A_1 phase2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi, S.Kobayashi, H.Ishimoto, H.Kojima
    • 雑誌名

      Nature 444

      ページ: 909-909

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetization Measurements of ^3He Monolayer Film on Graphite2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yamaguchi, H.Nema, Y.Tanaka, Hidehiko Ishimoto
    • 雑誌名

      AIP Conference Proc. 850

      ページ: 323-323

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Facet Growth of ^4He Crystal Induced by Acoustic Waves2006

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, Y.Saitoh, T.Ueda, F.Ogasawara, R.Nomura, Y.Okuda, A.Ya.Parshin
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. (Letter) 75

      ページ: 23601-23601

    • NAID

      110004086851

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of Capillary Condensation in Aerogel2006

    • 著者名/発表者名
      R.Nomura, W.Miyashita, K.Yoneyama, Y.Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 73

      ページ: 32601-32601

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Facet Growth of ^4He Crystal Induced by Acoustic Wave2006

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, Y.Saitoh, T.Ueda, F.Ogasawara, R.Nomura, Y.Okuda, A.Y.Parshin
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      ページ: 236011-236011

    • NAID

      110004086851

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quest for the ground state in two-dimensional antiferromagnetic solid ^3He2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ishimoto, R.Masutomi, H.Ikegami, Y.Karaki, A.Yamagichi
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids 66

      ページ: 1417-1417

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Faraday Magnetometer for Studies on ^3He Film2005

    • 著者名/発表者名
      A.Yaiaguchi, Y.Tanaka, H.Nema, H.Ishimoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids 66

      ページ: 4121-4121

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On-e-dimensional ^3He Fermi fluid in nanometer pores of FSM-162005

    • 著者名/発表者名
      J.Taniguchi, A.Yamaguchi, H.Ishimoto, H.Ikegami, T.Matsushita, N.Wada et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

      ページ: 65301-65301

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of the 1st order phase transition between U2D2 and high field phases of ^3He.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka, H.Ito, Y.Sasaki, T.Mizusaki
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 138

      ページ: 847-847

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of ULT-MRI cryostat for ultra low temperature physics2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Sasaki, E.Hayata, T.Tanaka, H.Ito, T.Mizusaki
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 138

      ページ: 911-911

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Surface Andreev Bound State of Superfluid 3He-B and Majorana Mode2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuda
    • 学会等名
      International Workshop of Superfluid 3He under Rotation
    • 発表場所
      Lammi, Helsinki
    • 年月日
      2010-04-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Mechanical Spin Pump and Spin Relaxation in Superfluid 3He-A12010

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi
    • 学会等名
      Physics of New Quantum Phases in Superclean Materialに関する国際会議PSM2010
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Two-dimensional Anti-ferromagnetic Solid 3He in High Magnetic Fields2009

    • 著者名/発表者名
      H. Ishimoto
    • 学会等名
      QFS2009国際会議
    • 発表場所
      Evanston, Illinois, USA.
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Hyperfine induced magnetic ordering in S =1/2 quantum magnets on Kagome2009

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi
    • 学会等名
      QFS2009国際会議
    • 発表場所
      Evanston, Illinois, USA.
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Two-dimensional Anti-ferromagnetic Solid Me in High Magnetic Fields2009

    • 著者名/発表者名
      H.Ishimoto
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids QFS2009
    • 発表場所
      Evanston, Illinois、USA
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Chaotic Decay of Long-Lived NMR Signal in Superfluid 3He-B2009

    • 著者名/発表者名
      R. Toda, M. Kanemoto, T. Kakuda, W. Onoe, Y. Tanaka, R. Kado, Y. Sasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids QFS2009
    • 発表場所
      Northwestern University, Evanston, IL, U.S.A.
    • 年月日
      2009-08-06
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Magnetization Plateau of Two-dimensional Anti-ferromagnetic Solid ^3He in High Magnetic Fields2008

    • 著者名/発表者名
      H. Ishimoto
    • 学会等名
      Int. Conference on Low temperature Physics
    • 発表場所
      Amsterdam(オランダ)
    • 年月日
      2008-08-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Transverse acoustic impedance in normal ^3He with ^4He coating2008

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura
    • 学会等名
      Int. Conference on Low temperature Physics
    • 発表場所
      Amsterdam(オランダ)
    • 年月日
      2008-08-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Construction of compact MRI magnet with superconducting shield2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki
    • 学会等名
      Int. Conference on Low temperature Physics
    • 発表場所
      Amsterdam(オランダ)
    • 年月日
      2008-08-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Magnetization Plateau of Two-dimensional. Anti-ferromagnetic Solid 3He in High Magnetic Fields2007

    • 著者名/発表者名
      H. Ishimoto
    • 学会等名
      Int. Symposium on Quantuum Fluid and Solid
    • 発表場所
      カザン(ロシア連邦)
    • 年月日
      2007-08-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Crystalization of 4He in aerogels2007

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura
    • 学会等名
      Int. Symposium on Quantuum Fluid and Solid
    • 発表場所
      カザン(ロシア連邦)
    • 年月日
      2007-08-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Large Boundary Magnetism and Superfluidity of Liquid 3He in Nanome ter-sized Porous Aluminum2007

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi
    • 学会等名
      Int. Symposium on Quantuum Fluid and Solid
    • 発表場所
      カザン(ロシア連邦)
    • 年月日
      2007-08-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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