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数値計算による高性能な磁気冷凍材料の設計

研究課題

研究課題/領域番号 25420698
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 金属物性・材料
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

田村 亮  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 理論計算科学ユニット, 研究員 (20636998)

連携研究者 北澤 英明  国立研究開発法人・物質材料研究機構, 量子ビームユニット, ユニット長 (00195257)
田中 宗  早稲田大学, 早稲田大学高等研究所, 助教 (40507836)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード磁性材料 / 磁気冷凍 / 磁気エントロピー / 磁気構造 / 不純物効果 / 圧力効果 / 巨大磁気エントロピー変化 / 不純物ドープ / スケーリング則 / 断熱温度変化 / 熱吸収能力 / 反強磁性体 / 相転移
研究成果の概要

高性能磁気冷凍材料の開発を目指して,磁性模型を用いた大規模数値計算を行い,磁気冷凍性能を最大限引き出す手法の開発及び,磁気冷凍性能を制御する方法を検討した.その結果,磁気冷凍性能を最大限引き出す磁場印加手順は,強磁性体と非強磁性体では異なることを見出した.そして,あらゆる磁性体の磁気冷凍性能を最大限引き出す手法を発見した.また,磁気冷凍性能は不純物効果や圧力効果によって制御できることを示した.さらに,極低温磁気冷凍機での使用に適した磁性材料であるHo5Pd2を開発した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Universidad Autónoma de Madrid/Universidad de Sevilla(スペイン)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of magnetocaloric properties by using Monte Carlo method for AMRR cycle2015

    • 著者名/発表者名
      R Arai, R Tamura, H Fukuda, J Li, A T Saito, S Kaji, H Nakagome, and T Numazawa
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering

      巻: 101 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1088/1757-899x/101/1/012118

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic structure of the frustrated antiferromagnetic spin-1/2 chain substance Cu3Mo2O9: appearance of a partial disordered state2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hase, H. Kuroe, V. Y. Pomjakushin, L. Leller, R. Tamura, N. Terada, Y. Matsushita, A. Doenni, and T. Sekine
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.054425

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sample Dependence of Giant Magnetocaloric Effect in a Cluster-Glass System Ho5Pd22015

    • 著者名/発表者名
      Saori Toyoizumi, Hideaki Kitazawa, Yukihiko Kawamura, Hiroaki Mamiya, Noriki Terada, Ryo Tamura, Andreas Dönni, Kengo Morita, and Akira Tamaki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 117 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4906296

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic Ordered Structure Dependence of Magnetic Refrigeration Efficiency2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, Takahisa Ohno, and Hideaki Kitazawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 116 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4891803

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase Transitions with Discrete Symmetry Breaking in Antiferromagnetic Heisenberg Models on a Triangular Lattice2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, and Naoki Kawashima
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012125

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Generalized Magnetic Refrigeration Scheme2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Takahisa Ohno, and Hideaki Kitazawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4864161

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second-order phase transition in the Heisenberg model on a triangular lattice with competing interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, and Naoki Kawashima
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.214401

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interlayer-interaction dependence of latent heat in the Heisenberg mode 1 on a stacked triangular lattice with competing interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura and Shu Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 88 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.88.052138

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 磁化過程を入力としたスピン間相互作用の推定手法2016

    • 著者名/発表者名
      田村亮,福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] クラスターグラス系Ho5-xErxPd2の磁気熱量効果2016

    • 著者名/発表者名
      豊泉沙織,Lukasz Zrodowski,北澤英明,田村亮,森田憲吾,田巻明
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Multiple-q Phases in a Stacked Triangular Antiferromagnetic Heisenberg Model with Competing Interactions under Magnetic Field2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Tanaka, Ryo Tamura, Kazuhiko Tanimoto, and Keisuke Totsuka
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Ordered Structure Dependence of Magnetocaloric Effect2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, Takahisa Ohno, and Hideaki Kitazawa
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of the Nature of the Phase Transition in Frustrated Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura and Shu Tanaka
    • 学会等名
      STAC-9 & TOEO-9
    • 発表場所
      Ibaraki
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベイズ統計を用いた磁化過程からの相互作用推定2015

    • 著者名/発表者名
      田村亮,福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] クラスターグラス系Ho5Pd2-xAx(A=Ni,Ag)の磁気熱量効果 II2015

    • 著者名/発表者名
      豊泉沙織,北澤英明,田村亮,寺田典樹,間宮広明,森田憲吾,田巻明
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Generalized Potts Model with Invisible States - Toward Applications to Information Science -2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura and Shu Tanaka
    • 学会等名
      New Horizons of Quantum and Classical Information 2015
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical Phenomena in Two-Dimensional Frustrated Heisenberg Models2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Tanaka, Ryo Tamura, and Naoki Kawashima
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona
    • 年月日
      2015-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Method for Maximizing Magnetic Refrigeration Efficiency in Antiferromagnets2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, Takahisa Ohno, and Hideaki Kitazawa
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クラスターグラス系Ho5Pd2-xAxの磁気熱量効果2015

    • 著者名/発表者名
      北澤英明,豊泉沙織,M. Bochenek,田村亮,寺田典樹,間宮広明,田巻明
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の相互作用が競合する積層三角格子磁性模型の磁場中相図2015

    • 著者名/発表者名
      田村亮,田中宗,谷本和彦,戸塚圭介
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 反強磁性体の磁気冷凍性能を最大限引き出す手法開発2015

    • 著者名/発表者名
      田村亮
    • 学会等名
      第8回 三機関連携「量子複雑現象」研究会
    • 発表場所
      SPring-8(兵庫県)
    • 年月日
      2015-01-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気秩序構造に依存した磁気熱量効果の理論研究2014

    • 著者名/発表者名
      田中宗,田村亮,大野隆央,北澤英明
    • 学会等名
      第8回 物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 積層三角格子反強磁性体における特異な潜熱変化2014

    • 著者名/発表者名
      田村亮
    • 学会等名
      第8回 物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気冷凍における熱吸収能力と磁気構造の関係2014

    • 著者名/発表者名
      田村亮,田中宗,大野隆央,北澤英明
    • 学会等名
      物性研究所計算物質科学研究センター 第4回シンポジウム・物性研スーパーコンピュータ共同利用報告会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県)
    • 年月日
      2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気冷凍材料Ho5Pd2の磁場中中性子回折2014

    • 著者名/発表者名
      北澤英明,豊泉沙織,L. Keller,河村幸彦,田村亮,間宮広明,寺田典樹,A. Döenni,田巻明
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県)
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気冷凍における磁気構造に依存した熱吸収能力の比較2014

    • 著者名/発表者名
      田村亮,田中宗,大野隆央,北澤英明
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県)
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial Dimension Dependence of First-Order Phase Transition Nature in Stacked Triangular Lattice System2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura and Shu Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2014
    • 発表場所
      University of Cambridge (Cambridge)
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Second-Order Phase Transition in Two-Dimensional Frustrated Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Shu Tanaka, Ryo Tamura, and Naoki Kawashima
    • 学会等名
      International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2014
    • 発表場所
      University of Cambridge (Cambridge)
    • 年月日
      2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Second-Order Phase Transition in Antiferromagnetic Heisenberg Model on Triangular Lattice

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, and Naoki Kawashima
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS (APPC12)
    • 発表場所
      Chiba
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Second-Order Phase Transition in Heisenberg Model on Triangular Lattice with Competing Interactions

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, and Naoki Kawashima
    • 学会等名
      XXV IUPAP International Conference on Statistical Physics (STATPHYS 25)
    • 発表場所
      Seoul
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward an Alternative Method to Quantum Annealing - Quest for New Type of Fluctuation -

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura and Shu Tanaka
    • 学会等名
      Summer Workshop on "Physics, Mathematics, And All That Quantum Jazz"
    • 発表場所
      Osaka
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気冷凍材料Ho5Pd2における組成変化が及ぼす磁気熱量効果への影響

    • 著者名/発表者名
      北澤英明,豊泉沙織,河村幸彦,田村亮,間宮広明,寺田典樹,A. Doenni,田巻明
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気熱量効果の磁気構造依存性

    • 著者名/発表者名
      田村亮,大野隆央,北澤英明
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気冷凍材料に適した磁気構造の選定

    • 著者名/発表者名
      田村亮
    • 学会等名
      第13回 NIMSフォーラム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 反強磁性体における磁気熱量効果の特徴

    • 著者名/発表者名
      田村亮,大野隆央,北澤英明
    • 学会等名
      第4回 物性研スパコン共同利用・CMSI合同研究会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Structure Dependence of Magnetic Refrigeration Efficiency

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Shu Tanaka, Takahisa Ohno, and Hideaki Kitazawa
    • 学会等名
      RIKEN-APW joint workshop "Highlights in condensed matter physics"
    • 発表場所
      Saitama
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Selection of Magnetic Structure Suited for Magnetic Refrigeration Material

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tamura, Takahisa Ohno, and Hideaki Kitazawa
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2014
    • 発表場所
      Ibaraki
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気冷凍材料R5Pd2(R=Tb, Dy, Ho, Er)の磁気熱量効果

    • 著者名/発表者名
      北澤英明,M. Bochenek,豊泉沙織,河村幸彦,田村亮,間宮広明,寺田典樹,A. Doenni,L. Keller,田巻明
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気冷凍性能の磁気構造依存性

    • 著者名/発表者名
      田村亮,田中宗,大野隆央,北澤英明
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介webページ(田村亮個人ページ)

    • URL

      http://www.nims.go.jp/cmsc/fps1/ryo_tamura/tamura_home_j.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] NIMSプレスリリース

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2014/03/p201403100.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介webページ(田村亮個人ページ)

    • URL

      http://www.nims.go.jp/icys/ryo_tamura/tamura_home_j.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介webページ(田村亮個人ページ)

    • URL

      http://www.nims.go.jp/icys/ryo_tamura/tamura_home_j.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] NIMSプレスリリース(反強磁性体の磁気冷凍性能を最大にする方法を発見)

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2014/03/p201403100.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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