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超低温(1mK以下)の超流動^3He中での核整列状態の個体^3Heの結晶成長(融解過程を含む)の研究は、固化の潜熱が核整列状態では非常に小さくなり、かつ液体は超流動状態であるので熱伝達および物質移動が良いので、^4Heの場合と同様に、精密な結晶成長の研究が期待される。更に、^3Heの結晶成長の特有な問題点は、結晶成長に伴う超流動と個体^3Heの大きな磁化の差によるスピン流の影響が挙げられる。本年度において上記の研究に欠くべからざる以下の1、2の技術を開発し、その予備実験を行った。
1.結晶生長用のPomeranchukセル-試料室を高純度の銀を用いて制作した。銀は従来用いていた銅製のものと比べて磁場中比熱が小さく、超低温を達成するためには必要な改良である。更に、銀製の新しく制作したPomeranchukセル-試料室の熱交換機の改良、圧力測定の精度の向上と測定系の応答を速くして速い融解速度の測定が出来るようにした。個体ヘリウムの超音波の研究のためにこの試料室を用いて性能をテストしたが、予定どうりの性能を得た。
2.超低温での結晶成長の研究に用いる磁気映像法(MRI)の開発を行った。MRIは結晶の形状や成長速度の可視化のみならず、核スピンのシグナルをプルーブにした可視化技術は、本問題研究上極めて重要であり、磁区の構造と結晶方位の決定、格子欠陥等の情報が得られる事が期待される。本年度は希釈冷凍機で得られる数10mK温度域での超伝導マグネットを用いたNMRの予備テストを行い、所定の性能を確認した。MRI装置一式を制作し、2次元MRIをほぼ完成した。現在、画像処理と自働計測のソフトを開発中である。
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