ヘリウムレス極低温用高性能トルク磁力計の試作

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12554012
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 石田 武和 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (00159732)
• 研究分担者: 杉山 毅 マックサイエンス(株), 部長 ; 北浦 堅一 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (00081399) ; 奥田 喜一 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50028205)
• キーワード: 磁場可変永久磁石 / 磁気トルク計 / 4K冷凍機 / 架台 / 1.5Kサンプル空間 / ピエゾ抵抗トルクセンサー / 10000ガウス / LabVIEW

研究概要

本研究の目的は液体ヘリウムを用いないで10000ガウスの磁場と4K〜300Kの温度範囲をカバーできる磁気トルク計を自動測定できるシステムを試作することにある。本年度は、(1)ボア48φ磁場10000ガウスまでの磁場可変永久磁石MM-1000-48型をMagnetic Solutions社(アイルランド)購入した。(2)4K〜300Kの温度範囲が可変な冷凍機システムを設計し、Janis社(米国)より購入した。(3)両者を設置する精密可動板を有する冷凍機架台を設計し大阪府立大学生産技術センターにて製作・組み立てを行った。(4)冷凍機は3時間で4Kまで冷却にできた。(5)サンプルはトップローディング方式で、その空間でヘリウム純ガスを液化することにより1.48Kの低温が約1時間に亘って維持できることが確かめられた。従って、温度範囲を1.5Kから300Kと修正することができた。(6)トルクについては当初、計画していた光学位置測定電磁的フィードバック機構は、冷凍機の振動のため十分な性能が出せないことが分かった。(7)そこで、ピエゾ抵抗方式のカンチレバーにねじり力がかかったときに電気抵抗が変化する原理で、トルクを制御する方式を採用した。(8)カンチレバーに取り付けた校正用コイルに電流を流し10000ガウスの磁場中でトルクの測定ができることを実証した。(9)測定はLabVIEWにより、自動化している。これらの準備により、最終年度である平成13年度には、ヘリウムレス極低温用高性能トルク磁力計の試作が完了し、性能評価ができるものと考えている。

研究成果

• [文献書誌] N.Yamamoto,T.Ishida, et al.: "Superconducting Anisotropy in Nd1.85Ce0.15CuO4 Single Crystals"Physica C. (2001)
• [文献書誌] N.Kagawa,T.Ishida, et al.: "Superconducting Anisotropy in Double-Chain YBa2Cu4O8 Single Crystals"Physica C. (2001)
• [文献書誌] T.Ishida et al.: "Direct Observation of Vortex Images on Lead Micro-Hole Lattice by SQUID Microscope"Physica C. (2001)
• [文献書誌] M.Yoshida,T.Ishida, et al.: "Micro-Hole Lattice on Lead Film as Accommodations for Vortices : Matching Peaks in Magnetization"Physica C. (2001)
• [文献書誌] T.Ishida et al.: "Nature of Vortex Melting Transition When the Field is Perpendicular to the c-axis of Untwinned YBa2Cu3O6.94"Physica B. 284-288. 727-728 (2000)
• [文献書誌] T.Ishida et al.: "Vortex Lattice Melting in Underdoped YBa2Cu4O8"Advances in Superconductivity. Vol.XI. 323-325 (2000)
• [文献書誌] 石田武和 他: "JAERI-Review 2000-003"Nd1.85Ce0.15CuO4の超伝導異方性. 4 (2000)