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特異な構造を有する希土類化合物のベクトル磁化測定器による研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03520
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関高知大学

研究代表者

西岡 孝  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (10218117)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード希土類化合物 / ベクトル磁化測定 / GM冷凍機 / 比熱測定 / 磁性ワイル半金属 / 四重極相互作用 / ワイル半金属 / 磁気異方性 / ヘリウム回収 / 重い電子系 / 高圧
研究成果の概要

希土類化合物は一般に極低温で秩序を起こし強い磁気異方性を示す。我々は磁化をベクトルとして測定するベクトル磁化測定により,特異な結晶構造を持つPr3Al11, TbT2Al10 (T=Fe,Ru), TbAlGe, CeAlSiなどの温度磁場相図を世界で初めて作成し,今まで見過ごされてきた,磁化の角度変化の重要性を明らかにした。また極低温を得る手段としてGM冷凍機を用いて,ヘリウムを完全にリサイクルシステムの開発に成功した。さらに,相転移を調べる1.2Kから測定可能な断熱法比熱測定装置を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

希土類化合物は,強い磁気異方性を持つことはよく知られていた。にもかかわらず,磁性を調べる最も基本的な磁化測定が,磁場方向の成分しか測定できない市販の磁化測定に甘んじてきた。我々は,横磁場を用いて,ベクトル磁化を測定することに成功し,全方位の磁化を測定することが重要であることを示した。これは,今後の磁性研究に大きな影響を与えるであろう。また,極低温の研究を行うにはヘリウムが不可欠であるが,我々はヘリウムをほとんど消費することなく極低温を実現するシステムを開発した。これにより,ヘリウムの入手が困難でも極低温研究ができることになる。研究者にとって装置開発は重要であるという教訓を与えたと思われる。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (47件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Angular-field magnetic phase diagram of b-plane at 4 K of YAlGe-type TbAlGe with zigzag-chain2022

    • 著者名/発表者名
      Gouda Kaiki、Nishioka Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2164 号: 1 ページ: 012072-012072

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2164/1/012072

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Adiabatic specific heat measurement at very low temperatures using GM refrigerator2022

    • 著者名/発表者名
      Nishioka Takashi、Moriyama Kazuaki、Okazaki Takuto、Miyamoto Satoru、Kado Tsuneo
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2164 号: 1 ページ: 012073-012073

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2164/1/012073

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Carrier Concentration of CeFe2Al10 as a Candidate of Thermoelectric Material2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamura, Y., Sekine, C. Nishioka, T.
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 1016 ページ: 672-677

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.1016.672

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of Two Inequivalent Pr3+ Ions in Pr3Al112020

    • 著者名/発表者名
      Nishioka, S., Nishioka, T.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011147

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Field-angle Phase Diagram in the Ordered State of TbRu2Al102020

    • 著者名/発表者名
      Ohno, K., Tajima, F. Nishioka, T.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011163

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of 1 K Refrigerator Using 0.1 W GM Cryocooler2020

    • 著者名/発表者名
      Koyama, H., Nakanishi, K. Nishioka, T.
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 30

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011195

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 無冷媒冷凍技術と低温物性測定技術を融合した新しい装置開発2020

    • 著者名/発表者名
      西岡颯太郎,西岡孝,八木雄輔,椋田秀和
    • 雑誌名

      大阪大学低温センターだより

      巻: 170 ページ: 8-13

    • NAID

      120006878205

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraints on the Source of the Martian Magnetic Anomalies Inferred From Relaxation Time of Remanent Magnetization2018

    • 著者名/発表者名
      Sato M.、Yamamoto Y.、Nishioka T.、Kodama K.、Mochizuki N.、Ushioda M.、Nakada R.、Tsunakawa H.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 号: 13 ページ: 6417-6427

    • DOI

      10.1029/2018gl077498

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport and Thermodynamic Properties of CeRu<sub>2</sub>Al<sub>10</sub> Controlled by Pressure at around Critical Pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Yukihiro、Sekine Chihiro、Matsubayashi Kazuyuki、Uwatoko Yoshiya、Nishioka Takashi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 941 ページ: 1378-1383

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.941.1378

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光学測定用1K GM冷凍機の開発2023

    • 著者名/発表者名
      射延祥矢,山﨑将一朗,西岡孝,蓑輪陽介,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ワイル半金属CeAlSi1-xGexの磁性2023

    • 著者名/発表者名
      山﨑将一朗,岡崎択人,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] HoAl3単結晶の磁性2023

    • 著者名/発表者名
      鄧賢達,岡崎択人,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GM 冷凍機による3He 温度の断熱法比熱測定の試み2022

    • 著者名/発表者名
      岡崎択人,西岡孝,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      2022年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] α-ThSi2 型CeAlSi1-xGex の交流磁化率2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑 将一朗,西岡孝
    • 学会等名
      2022年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] α-ThSi2 型CeAlSi1-xGex の交流磁化率2022

    • 著者名/発表者名
      鄧賢達, 西岡孝
    • 学会等名
      2022年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Strong in-plane magnetic anisotropy in Weil semimetal related material CeSiAl2022

    • 著者名/発表者名
      T. Nishioka, K. Nakanishi, H. Tokunaga
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ワイル半金属候補物質α-ThSi2型RAlGe(R=Ce,Pr,Nd)の単結晶育成と磁気異方性2022

    • 著者名/発表者名
      安藤開,合田海輝,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] フラストレート系 BaPb3型TbAl3-xGexの単結晶育成と磁性2022

    • 著者名/発表者名
      鄧賢達,合田海輝,山﨑将一,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] GM冷凍機による比熱測定の開発II2022

    • 著者名/発表者名
      岡崎択人,西岡孝,宮本悟,門恒夫
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ジグザグ構造を持つYAlGe型TbAlGeのベクトル磁化測定2022

    • 著者名/発表者名
      合田海輝, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Adiabatic specific heat measurement at very low temperatures using GM refrigerator2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nishioka, K. Moriyama, T. Okazaki, S. Miyamoto, T. Kado
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Angular-field magnetic phase diagram of b-plane at 4 K of YAlGe-type TbAlGe with zigzag-chain2021

    • 著者名/発表者名
      G. Kaiki, T. Nishioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] YAlGe型R-AlGe(R=希土類化合物)における単結晶育成法とその物性2021

    • 著者名/発表者名
      合田海輝,西岡孝
    • 学会等名
      2021年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] GM冷凍機による比熱測定の試み2021

    • 著者名/発表者名
      岡崎択人,西岡孝,森山和明,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      2021年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリウム圧縮装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      藤戸健登,柏原稔,西岡孝,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      2021年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 光学測定用1K冷凍機の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑将一朗, 西岡孝,宮本悟, 門恒男
    • 学会等名
      2021年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会,山口大学 on Web,(2021/7/31) ・森川泰樹, 加藤治一, 西岡孝,励起子絶縁体候補物質
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 励起子絶縁体候補物質Pr0.5Ca0.5CoO3および周辺物質の核磁気共鳴測定2021

    • 著者名/発表者名
      森川泰樹, 加藤治一, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 希土類化合物RAlGe(R=希土類元素)の単結晶育成と磁性2021

    • 著者名/発表者名
      合田海輝, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] GM冷凍機による比熱測定装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      西岡孝,岡崎択人, 森山和明, 宮本悟, 門恒夫
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] コストパフォーマンスに優れたヘリウムの完全回収方法2021

    • 著者名/発表者名
      柏原稔,西岡孝,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] YAlGe型希土類化合物の磁性2021

    • 著者名/発表者名
      合田海輝,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] GM冷凍機による断熱法比熱測定2021

    • 著者名/発表者名
      森山和明,西岡孝,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Constraints on the Source of the Martian Magnetic Anomalies Inferred From Relaxation Time of Remanent Magnetization2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 雅彦,山本 裕二,西岡 孝,小玉 一人,望月 伸竜,潮田 雅司,中田 亮一,綱川 秀夫
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 0.1 W 冷凍機における倒立型冷凍機の製作2020

    • 著者名/発表者名
      合田 海輝,西岡 孝,山本 佳奈,宮本 悟,門 恒夫
    • 学会等名
      2020年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 1 K GM冷凍機におけるヘリウムガスの回収ついて2020

    • 著者名/発表者名
      森山和明 ,柏原稔 ,西岡孝
    • 学会等名
      2020年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 倒立型1K GM冷凍機の開発2020

    • 著者名/発表者名
      西岡孝,合田海輝,山本佳奈,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      日本物理学会2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] TbRu2Al10の角度磁場相図2020

    • 著者名/発表者名
      大野航輔,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型コバルト酸化物の核磁気共鳴測定2020

    • 著者名/発表者名
      加藤治一,濱松太一,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of 1K refrigerator using 0.1W GM cryocooler2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Koyama, Kaito Nakanishi, Takashi Nishioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic field-angle phase diagram in the ordered state of TbRu2Al102020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ono, Fumisato Tajima, Takashi Nishioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES2019), Okayama Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of two inequivalent Pr3+ ions in Pr3Al112020

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Nishioka, Hajime Nakamori, Takashi Nishioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strong in-plane axial magnetic anisotropy of tetragonal α-ThSi2-type ferromagnetic CeSiAl2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishioka, Hiroto Tokunaga, Kaito Nakanishi, Sotaro Nishioka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 0.1 W GM 冷凍機における反転型の開発2019

    • 著者名/発表者名
      高山榛佳,西岡孝 ,藤井 一太 ,宮本悟 ,門恒男
    • 学会等名
      2019年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] TbRu2Al10の4Kにおける角度-磁場相図2019

    • 著者名/発表者名
      大野航輔,田島史郷, 西岡孝,TbRu2Al10の4Kにおける角度-磁場相図
    • 学会等名
      2019年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ホランダイト型マンガン酸化物へのカチオン導入2019

    • 著者名/発表者名
      尾浦翔梧,加藤治一,柴田凌,西岡孝
    • 学会等名
      2019年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] TbT2Al10 (T=Fe,Ru)の磁気相図2019

    • 著者名/発表者名
      大野航輔,西岡孝,TbT2Al10 (T=Fe,Ru)の磁気相図
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 0.1W GM冷凍機によるトップローディング型1K冷凍機の開発2019

    • 著者名/発表者名
      高山榛佳,西岡孝,宮本悟,門恒夫
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 上部冷却型1 K GM冷凍機の開発2019

    • 著者名/発表者名
      高山榛佳,西岡颯太郎,藤井一太,西岡孝,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RRu2Al10 (R=重希土類)の磁気相図2019

    • 著者名/発表者名
      大野航輔,西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CeSi2-xAlxの磁性2018

    • 著者名/発表者名
      徳永浩人,西岡颯太郎,中西海斗,西岡孝
    • 学会等名
      2018年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] YbFe2Al10型RRu2Al10(R=重希土類)の交流磁化率2018

    • 著者名/発表者名
      大野航輔,小野寺蓮太,西岡颯太郎,西岡孝,徳永浩人,西岡颯太郎,中西海斗,西岡孝
    • 学会等名
      2018年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 断熱法比熱測定装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      西岡颯太郎,西岡孝,徳永浩人,西岡颯太郎,中西海斗,西岡孝
    • 学会等名
      2018年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 正方晶α-ThSi2型RSi2-xAlx(R=希土類元素)の磁性2018

    • 著者名/発表者名
      徳永浩人, 仲西海斗, 西岡孝, 西岡颯太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 倒立型0.1W GM冷凍機による1K環境の開発2018

    • 著者名/発表者名
      西岡颯太郎, 藤井一太, 高山榛佳, 西岡孝, 宮本悟, 門恒男
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RT2Al10 (R=希土類, T=Fe, Ru, Os)系の低温・高圧下X線回折2018

    • 著者名/発表者名
      川村幸裕, 林純一, 武田圭生, 関根ちひろ, 西岡孝
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 倒立型1K GM 冷凍機の開発2018

    • 著者名/発表者名
      山本佳奈,西岡颯太郎,住友洋介,仲西海斗,西岡孝,宮本悟,門恒男
    • 学会等名
      高知大学海洋コア総合研究センター 設立15 周年記念公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 磁性の量子論(第3版)2021

    • 著者名/発表者名
      Robert M. White、西岡 孝
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627156739
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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