ヘリウムを用いた精密低温高圧装置の試作

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07554056
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 毛利 信男 東京大学, 物性研究所, 教授 (40000848)
• 研究分担者: 村山 千壽子 東京大学, 物性研究所, 教務職員 (80174316) ; 石本 英彦 東京大学, 物性研究所, 教授 (60044773)
• キーワード: 低温 / 高圧 / ヘリウム / ダイヤモンドアンビル / ピストンシリンダー

研究概要

今年度はヘリウム3クライオスタット及び希釈冷凍機温度領域で駆動可能なダイヤモンドアンビルを用いた高圧装置の設計試作を行っている。
希釈冷凍機のクライオッスタットの有効内径は40mmであるので、ダイヤモンドアンビルを駆動する方式として多段式ベロ-を用いることとした。その理由はクライオスタットの内径の制約からベロ-の最大外形は32mmとなり、ヘリウムガスで加圧するため、ヘリウムガスが固化しない様な圧力すなわち20気圧以下で使用しなければならないためである。従って1個のベロ-で最大約140kg重の加重が発生できることになる。一方、ダイヤモンドアンビルを駆動するに必要な加重は用いるダイヤモンドの大きさと、発生圧力で決まるが、我々は1/2-1/4カラットのダイヤモンドを用いて最大30GPaを目標にしているので、総加重は約700Kg重必要となる。このため、5個異常のベロ-を直列に連結し、駆動できる加圧装置を設計試作した。
昨年度の報告書で述べたが、ダイヤモンドアンビルを用いた精密な輸送現象の測定を行うにはリ-ド線の出し方の工夫が必要である。ガスケットに金属板を用いるので、各リ-ド線間の絶縁をどのように行うかが問題となっている。この技術はまだ確立されたものはなく従来はガスケットにアルミナの粉末を置いて絶縁している。しかし、この方法では圧力媒体として精密測定に必要な液体を用いることができない。新しい方法として、我々はガスケットにアルミナのスパッタ膜を付着させ、さらに電極として金のスパッタ膜を付着させて、圧力媒体の密閉を可能にする方式を開発するため、スパッタ装置の導入し、電極の試作を行っている。来年度はこの装置を用いた輸送現象の精密測定を行い所期の目的を達成する。

研究成果

• [文献書誌] H.Takahashi,N.Mori,T.Matsumoto,T.Kamiyama and H.Asano: "Neutron Powder Diffraction Studies at High Pressure Using a Pulsed Neutron Source" High Pressure Research. 14. 295-302 (1996)
• [文献書誌] S.Ishida,M.Suzuki,S.Toda,N.Mori and K.Shiratori: "Pressure Effect on the Elastic Constants of Magnetite" Physica B. 219&220. 638-640 (1996)
• [文献書誌] T.Mizokawa,A.Fujimori,T.Arima,Y.Tokura,N.Mori and J.Akimitsu: "Photoemission and x-ray Absorption Spectroscopy of PrNiO_3" J.Electron Spect.78. 191-194 (1996)
• [文献書誌] T.Honma,K.Yamaya,N.Mori and M.Tanimoto: "Effect of Oxygen Doping and Pressure on Superconducting Transition Temperature in Y_<0.9>Ca_<0.1>Ba_2Cu_3O_y" Solid State Commun.98. 395-399 (1996)
• [文献書誌] S.Yashii,M.Kasaya,H.Takahashi,N.Mori: "Effect of Pressure on the Size of Energy Gap in Semiconducting Mixed-valent Rare-earth Compounds" Physica B. 223&224. 412-425 (1996)
• [文献書誌] R.Kato,Y.Kashimura,S.Aonuma,H.Sawa,H.Takahashi and N.Mori: "p-π Interaction on the (R_1,R_2-DCNQI)_2Cu System" Mol.Cryst.Liq.Cryst.285. 143-150 (1996)