| 研究課題/領域番号 |
23K25818
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| 補助金の研究課題番号 |
23H01121 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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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 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
池田 暁彦 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (90707663)
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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 |
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | ポータブル100テスラ / X線自由電子レーザー / シングルショット粉末X線回折 / 磁場誘起構造相転移 / コバルト酸化物 / スピン状態転移 / 超強磁場 / X線回折 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マクロ物性の非自明な外場応答に対してミクロな理解を与えることは凝縮系物理の中心的課題である。近年、100 テスラ超強磁場中で発見された巨大格子変形の起源として構造相転移の可能性が議論されている。本研究では研究代表者が開発した 100 テスラ中 X 線プローブ法を駆使し、100テスラ新結晶の結晶構造を解明する。本研究により、結晶の構造安定性におけるスピン格子結合の役割が解明され、超強磁場におけるミクロプローブという物性実験の未踏領域が開拓される。
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| 研究実績の概要 |
本研究は100テスラ環境における物質の構造をミクロに解明するものである。このために世界で初めてのポータブル100テスラ装置PINK-02を稼働し、SACLAにおけるX線自由電子レーザー実験する。この技術を利用して100テスラにおいて超強磁場相を発現するコバルト酸化物LaCoO3（α相、β相）、固体酸素（θ相）の結晶構造を解明することが目的である。
初年度はPINK-02を完成させ、100テスラ発生、および100テスラ磁場中でのX線自由電子レーザー実験を立ち上げることが目標であった。実際にPINK-02を9月にSACLAに納入し、120テスラの発生を確認した。さらに1月には100テスラかつ低温10ケルビンにおけるLaCoO3のパウダー回折実験に成功した。これにより、本研究計画の基盤たる技術が達成された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
実際にPINK-02による120テスラの発生は、ポータブル機として世界最高磁場を更新した。なおそれまでの最高記録はPINK-01による78テスラであった。さらに100テスラかつ低温10ケルビンにおけるLaCoO3のパウダー回折実験に成功した。これにより、ポータブル100テスラ装置が実現可能であるだけでなく、実際に物性実験に適用できることまで示された。これは世界に誇る先端的な実験技術である。本研究の今後の発展が非常に期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は100テスラおよび、低温におけるX線構造解析を、LaCoO3に対して推進する。これにより磁場によって誘起されるスピン状態秩序相の起源をミクロに解明する。また、固体酸素のθ相に対しても同様の実験を行うことで、θ相の結晶構造を解明する。これにより、ファンデルワールス結晶の構造安定性におけるスピンの役割を解明する。
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