断熱消磁による極低温までの超高速物性測定法の開発

• 研究課題/領域番号: 25630059
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30359541)
• 研究分担者: 本多 史憲 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90391268)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 極低温 / 断熱消磁 / 重い電子系 / 断熱消磁冷凍 / 物性測定 / ADR

研究成果の概要

クロムミョウバンを用いた断熱消磁冷凍機の製作に成功した。室温から0.1Kの極低温まで2時間以内に到達し電気抵抗測定が可能である。冷却速度は従来の方法と比べて桁違いに早く、新物質開発、超伝導探索、試料評価などさまざまな場面で有効活用できる。開発した冷凍機を用いて強磁性超伝導体URhGeなどのさまざまな試料の電気抵抗測定による評価を行い、RRRが100近くの純良単結晶を得ることに成功した。成果は、新聞等でも報道された。また、研究者からの問い合わせが多いために、製品化も予定されている。

研究成果

• [雑誌論文] Large Cyclotron Effective Mass Detected by de Haas-van Alphen Effect in YbCu2Si2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Aoki, Fuminori Honda, Yoshiya Homma, DeXin Li, Rikio Settai, Hisatomo Harima, Yoshichika Onuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 号: 3 ページ: 0350021-2
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.035002
  • NAID: 210000133490
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Uniaxial-Stress-Induced Ferromagnetism in the Itinerant Metamagnetic Compound UCoAl Probed by Magnetostriction Measurements. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusei Shimizu,, Bernard Salce, Tristan Combier, Dai Aoki, Jacques Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 号: 2 ページ: 023704-023704
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.023704
  • NAID: 210000133420
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lattice dynamics of the heavy-fermion compound URu2Si2 (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Buhot, M. A. Measson, Y. Gallais, M. Cazayous, A. Sacuto, F. Bourdarot, S. Raymond, G. Lapertot, D. Aoki, L. P. Regnault, A. Ivanov, P. Piekarz, K. Parlinski, D. Legut, C. C. Homes, P. Lejay, R. P. S. M. Lobo
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 号: 3 ページ: 035129-035129
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.035129
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Symmetry of the Excitations in the Hidden Order State of URu2Si2. (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Buhot, M. A. Measson, Y. Gallais, M. Cazayous, A. Sacuto, G. Lapertot, D. Aoki
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 号: 26 ページ: 266405-266405
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.266405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic fields above the superconducting ferromagnet UCoGe (2014)
  • 著者名/発表者名: D. J. Hykel, C. Paulsen, D. Aoki, J. R. Kirtley, and K. Hasselbach
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 号: 18 ページ: 184501-184501
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.184501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting gap of UCoGe probed by thermal transport (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Taupin, L. Howald, D. Aoki, and J.-P. Brison
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 号: 18 ページ: 180501-180501
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.180501
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Time-Reversal Symmetry in the Hidden Order and Superconducting States of URu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuto Kawasaki, Isao Watanabe, Adrian Hillier, Dai Aoki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 9 ページ: 094720-094720
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.094720
  • NAID: 210000133275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi Surface Instabilities in Ferromagnetic Superconductor URhGe (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Aoki, Adrien Gourgout, Alexandre Pourret, Gael Bastien, Georg Knebel, Jacques Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 9 ページ: 094719-094719
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.094719
  • NAID: 40020194782
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin fluctuation and Fermi surface instability in ferromagnetic superconductors (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Aoki, Adrien Gourgout, Alexandre Pourret, Gael Bastien, Georg Knebel, Jacques Flouquet
  • 雑誌名: C. R. Physique 巻: 15 ページ: 630-630
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lifshitz transition and metamagnetism: Thermoelectric studies of CeRu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Boukahil, A. Pourret, G. Knebel, D. Aoki, Y. Onuki, J. Flouquet
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 ページ: 075127-075127
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superconductivity and Ferromagnetic Quantum Criticality in Uranium Compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Aoki, Jacques Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 061011-061011
  • NAID: 210000133106
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantum Criticality and Lifshitz Transition in the Ising System CeRu2Si2: Comparison with YbRh2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Alexandre Pourret, Dai Aoki, Mounir Boukahil, Jean-Pascal Brison, William Knafo, Georg Knebel, Stephane Raymond, Mathieu Taupin, Yoshichika Onuki, Jacques Flouquet
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 061002-061002
  • NAID: 210000133097
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fermi surface in the hidden-order state of URu2Si2 under intense pulsed magnetic fields up to 81 T (2014)
  • 著者名/発表者名: G. W. Scheerer, W. Knafo, D. Aoki, M. Nardone, A. Zitouni, J. Beard, J. Billette, J. Barata, C. Jaudet, M. Suleiman, P. Frings, L. Drigo, A. Audouard, T. D. Matsuda, A. Pourret, G. Knebel, and J. Flouquet
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 16 ページ: 165107-165107
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.165107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Order in Ce0.95Nd0.05CoIn5: The Q-Phase at Zero Magnetic Field (2014)
  • 著者名/発表者名: Raymond S, Ramos SM, Aoki D, Knebel G, Mineev VP, Lapertot G
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 1 ページ: 013707-013707
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.013707
  • NAID: 210000132908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Existence of anisotropic spin fluctuations at low temperature in the normal phase of the superconducting ferromagnet UCoGe (2014)
  • 著者名/発表者名: Taupin M, Howald L, Aoki D, Flouquet J, Brison JP
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 4 ページ: 041108-041108
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.041108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Translational Symmetry Breaking and Gapping of Heavy-Quasipaxticle Pocket in UR_<u2>Si_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshida, et al.
  • 雑誌名: ISci. Rep. 巻: 3 号: 1 ページ: 2750-2750
  • DOI: 10.1038/srep02750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Pauli-limiting behavior of Hc2 and uniaxial pressure dependencies in KFe2As2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Burger P, Hardy F, Aoki D, Boehmer AE, Eder R, Heid R, Wolf T, Schweiss P, Fromknecht R, Jackson MJ, Paulsen C, Meingast C
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 号: 1 ページ: 14517-14517
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.014517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic Quantum Criticality Studied by Hall Effect Measurements in UCoAl (2013)
  • 著者名/発表者名: Combier T, Aoki D, Knebel G, Flouquet J
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 10 ページ: 104705-104705
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.104705
  • NAID: 40019824035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of Strong Correlations and Coherence-Incoherence Crossover in the Iron Pnictide Superconductor KFe2As2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hardy F, Boehmer AE, Aoki D, Burger P, Wolf T, Schweiss P, Heid R, Adelmann P, Yao YX, Kotliar G, Schmalian J, Meingast C
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 111 号: 2 ページ: 27002-27002
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.027002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Structure of Phase II in U(Ru_<0.96>Rh_<0.04>)_2Si_2 Determined by Neutron Diffraction under Pulsed High Magnetic Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kuwahara, S. Yoshii, H. Nojiri, D. Aoki, W. Knafo, F. Duc, X. Fabreges, G. W. Scheerer, P. Frings,G. L. J. A. Rikken, F. Bourdarot, L. P. Regnault, and J. Flouquet
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 号: 21 ページ: 216406-216406
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.216406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Field Driven Electronic Singularities through Metamagnetic Phenomena: Case of the Heavy Fermion Antiferromagnet Ce(Ru0.92Rh0.08)2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Machida, K. Izawa, D. Aoki, G. Knebel, A. Pourret, and J. Flouquet,
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 82 号: 5 ページ: 54704-54704
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.054704
  • NAID: 210000132551
  • 査読あり
• [学会発表] Field reentrant superconductivity and Fermi surface instabilities in uranium ferromagnets (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki
  • 学会等名: Actinide conference
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity and Ferromagnetic Quantum Criticality in Uranium Compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki
  • 学会等名: SCES2014
  • 発表場所: Tokyo
  • 招待講演
• [学会発表] Recent advances in ferromagnetic superconductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki
  • 学会等名: QPT conference
  • 発表場所: Freudenstadt, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum oscillations and Fermi surfaces in URu2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki
  • 学会等名: URu2Si2 workshop
  • 発表場所: Leiden, Netherlands
  • 招待講演
• [学会発表] High field properties of actinide compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Aoki
  • 学会等名: High field workshop
  • 発表場所: Matsushima
  • 招待講演
• [備考] 世界最速、極低温冷凍機の開発
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/09/press20140903-01.html