メガガウス超強磁場における物質の量子現象の探求

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044066
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三浦 登 東京大学, 物性研究所, 教授 (70010949)
• 研究分担者: 長田 俊人 東京大学, 物性研究所, 助教授 (00192526) ; 松田 康弘 東京大学, 物性研究所, 助手 (10292757)
• キーワード: メガガウス / 超強磁場 / 輸送現象 / 電磁濃縮法 / 上部臨界磁場 / 酸化物高温超伝導体

研究概要

本研究はシドニー(オーストラリア)のNew South Wales大学のR.G.Clark教授のグループと協力してメガガウス領域の超強磁場下での輸送現象の測定手段を開発し、これによって、超強磁場下での超伝導体などの新しい物性を探ることを目的としている。本年度は、昨年度に多大な成功を収めたマイクロ波領域でのストリップラインを用いた輸送現象測定技術をさらに改良することと、昨年度得られたYBa_<2 >Cu_3O_<7-8>(YBCO)の磁気抵抗の測定データについての解析をオーストラリアチームと共同で行った。YBCOについては、磁場がc軸に垂直な場合には、絶対零度における上部臨界磁場が約240Tで、これらはPauliの常磁性極限を超えていることを見出した。このことは、YBCOの超伝導が通常のBCS型超伝導ではなく、クーパー対の合成運動量ベクトルがゼロでないFFLO型といわれる機構によるものであることを示唆している。こららの新しい発見をPhysical Review誌の論文として発表した。またO'Brienとが来日し、上記の測定をさらに高い磁場で測定する測定装置の設計を日豪共同で行った。また三浦、林、関谷が渡豪し、電子ビーム露光技術で作製したマイクロコイルを用いて磁化を測定する技術によって実際にパルス磁場中で磁化を測定する実験を共同で行った。その結果、この方法によると誘導による偽の信号がほとんどなく、非常に小さい試料で高感度で正確な磁化測定が可能であることが新たに見出され、これは将来500T級の超強磁場下での測定に十分使用可能であることが明らかになった。この結果を基に今夏、物性研究所で計画している電磁濃縮法による測定についての実験計画についての協議を行った。

研究成果

• [文献書誌] B.E.Kane,A.S.Dzurak 他: "Measurement Instrumentation for Electrical Transport Experiments in Extreme Pulsed Magnetic Fields Generated by Flux Compression"Review of Scientific Instruments. 68巻. 3843-3860 (1997)
• [文献書誌] A.S.Dzurak, 他: "Transport Measurements of In-plane Critical Fields in YBa_<2 >Cu_3O_<7-8> to 300T"Physical Review B. 57巻. R14084 (1998)
• [文献書誌] N.E.Lumpkin, 他: "Dirac Series Experiments in 800T Fields: Innovations for Transport Measurements"Physica B. 246-247巻. 395-399 (1998)
• [文献書誌] J.L.O'Brien, 他: "Experimental determination of the B-T phase diagram of YBa_<2 >Cu_3O_<7-8> to 150T for B⊥c"Physical Review B. 61巻. (2000)
• [文献書誌] N.Miura他: "Magneto-optical Study of Semiconductor Nanostructures in High Magnetic Fields"Journal of Physics : Condensed Matter. 11巻. 5917-5928 (1999)
• [文献書誌] N.Miura 他: "Production of Megagauss Fields and Their Application to Solid State Physics"Pro.7th Int.Conf.Megagauss Field Generation and Related Topics.. 2巻. 171-186 (1997)