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力学回転による磁気構造操作

研究課題

研究課題/領域番号 26610108
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

針井 一哉  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 博士研究員 (00633900)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードスピンメカニクス / バーネット効果 / スピントロニクス / 高速回転装置
研究実績の概要

研究計画に従って1)空気軸受け式高速回転ユニットを製作し、加えて2)常磁性バーネット効果の観測と3)遠心管からの無線信号伝送実験を行った。それぞれの点について、以下のような成果が得られている。
1)空気軸受け式高速回転ユニットとして、外径25 mm、長さ70 mmのジルコニア製遠心管と、これを回転させるための砲金製空気軸受けを製作した。製作したユニットは現在、遠心管を最高320 Hzで回転可能である。現段階の回転限界は、ドライブエアにより遠心管が壁に押し付けられ、空気ベアリングが不安定化することに起因している。そこで、所定の回転速度へ到達させるため、ドライブエア流路の検討、遠心管のバランス調整を行っている。
2)常磁性バーネット効果の観測においては、磁化の回転下その場測定装置を作製し、磁気転移温度直上の常磁性状態ガドリニウム(Gd)棒を試料とした測定を行った。装置は高感度のフラックスゲート磁気センサとミューメタルシールド、Magic Angle Spinning (MAS)用回転装置からなっている。この装置を用いることで回転に起因する常磁性状態のGdの磁化を初めて観測することに成功した。磁化を生じさせた有効磁場は回転数に比例しており、その比例係数が約30 GHz/Tと電子の磁気回転比に対応する値であることから、観測された磁化は常磁性バーネット効果によるものであると結論できる。この結果は現在論文投稿準備中である。
3)遠心管からの無線信号伝送実験としてMAS用遠心管に測定回路を組み込み、回転下でNMR測定を行った。この結果、磁場と回転軸が直交した際に新奇なNMR信号線分裂が生じることを発見した。分裂のメカニズムをSchrodinger方程式の厳密解による解析で示し、実験結果とともにJapanese Journal of Applied Physics誌に報告した。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Rotational Doppler Effect and Barnett Field in Spinning NMR2015

    • 著者名/発表者名
      H. Chudo, K. Harii, M. Matsuo, J. Ieda, M. Ono, S. Maekawa, and E. Saitoh
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 4 ページ: 043601-043601

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.043601

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Line Splitting by Mechanical Rotation in Nuclear Magnetic Resonance2015

    • 著者名/発表者名
      K. Harii, H. Chudo, M. Ono, M. Matsuo, J. Ieda, S. Okayasu, S. Maekawa, E. Saitoh
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 5 ページ: 050302-050302

    • DOI

      10.7567/jjap.54.050302

    • NAID

      210000145115

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] キュリー点近傍のGdのバーネット効果2015

    • 著者名/発表者名
      小野正雄,針井一哉,岡安悟,中堂博之,松尾衛,家田淳一,前川禎通,齊藤英治
    • 学会等名
      日本物理学会70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 回転核磁気共鳴におけるBarnett磁場とBerry位相2015

    • 著者名/発表者名
      針井一哉, 中堂博之, 松尾衛, 家田淳一, 岡安悟, 小野正雄, 前川禎通, 齊藤英治
    • 学会等名
      新学術領域研究(ナノスピン変換科学) 年次報告会
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス(京都市左京区)
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性状態のGdのバーネット効果2015

    • 著者名/発表者名
      小野正雄,針井一哉,岡安悟,中堂博之,松尾衛,家田淳一,前川禎通,齊藤英治
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 回転核磁気共鳴におけるベリー位相2014

    • 著者名/発表者名
      針井一哉, 中堂博之, 小野正雄, 松尾衛, 家田淳一, 岡安悟, 安岡弘志, 前川禎通, 齊藤英治
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性状態におけるバーネット効果の観測2014

    • 著者名/発表者名
      小野正雄,針井一哉,岡安悟,中堂博之,松尾衛,家田淳一,前川禎通,齊藤英治
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 回転NMRにおける幾何学的位相2014

    • 著者名/発表者名
      針井一哉, 中堂博之, 小野正雄, 松尾衛, 家田淳一, 岡安悟, 前川禎通, 齊藤英治
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋期大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spin mechatronics of nuclei and electrons for Spin current based devices2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Harii
    • 学会等名
      INA-ASRC-IMR Workshop
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-05-15  

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