| 研究課題/領域番号 |
23K03332
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
芳賀 芳範 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90354901)
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| 研究分担者 |
松田 達磨 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30370472)
酒井 宏典 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (80370401)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ウラン / 核比熱 / ウラン化合物 / 重い電子系 / 超伝導 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ウラン同位体の核比熱を測定することにより、超微細相互作用を通じて5f電子状態の検出を試みる。これにより、磁性体、エキゾチック超伝導や隠れた秩序など、ウラン化合物の未解明の秩序状態が各位置に作る内場を検出し、その基底状態決定への重要な手がかりとする。ここで結果は、学会や論文などの形で公表する。
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| 研究実績の概要 |
ウランの電子状態研究のプローブとしての核比熱測定を開始した。試料として、αウランを選択し、それぞれ天然ウラン及び濃縮ウランを用いて測定用試料を準備した。測定は、昨年度から整備しているマイクロカロリメータに加え、汎用物性測定装置（PPMS）の比熱測定オプションを用いた。最低到達温度は、現状では3Heクライオスタットによる0.35K、また磁場は超伝導磁石により9Tまでの環境で測定を行った。
天然αウランでは、温度にほぼ比例する電子比熱が観測され、過去の文献と整合する。一方濃縮αウランではこれに加え、低温で急激に増大する寄与があり、核比熱によるものと考えられる。また、比熱は磁場にほとんどよらないことから、得られた核比熱の大部分はウランの核位置における電場勾配を反映していると考えられる。一方で、αウランの物性は試料純度に非常に敏感であることが知られており、今回測定した試料では明確なCDW転移は観測されなかった。このことは、逆にCDWで構造相転移を経ない状態の電場勾配を観測できる可能性を示唆している。当初計画の範囲を超えてはいるが、αウランの電子状態の理解に寄与できる可能性がある。
以上、予備測定の結果ではあるが、ウランの核比熱を観測した。
今後、今回得られたデータの解析を進めると同時に、より高対称のウラン化合物研究に発展させる。高対称の物質では、結晶構造に由来する電場勾配は非常に小さいため、電子状態に起因する核比熱を測定できる可能性がある。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
測定用試料の準備及び予備測定について、当初の計画通り進行している。また、その解析については、代表者の所属組織において理論的解析を行うことを検討している。
一方で、αウランの物性は試料純度に非常に敏感であることが知られており、今回測定した試料では明確なCDW転移は観測されなかった。このことは、逆にCDWで構造相転移を経ない状態の電場勾配を観測できる可能性を示唆している。当初計画の範囲を超えてはいるが、αウランの電子状態の理解に寄与できる可能性がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回得られたデータの解析を進めると同時に、より高対称のウラン化合物研究に発展させる。高対称の物質では、結晶構造に由来する電場勾配は非常に小さいため、電子状態に起因する核比熱を測定できる可能性がある。
希少な原料である濃縮ウランの実験を成功させるために、天然ウランでのテストを開始しており、着実に成果に結びつける計画である。
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