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2015 年度 実施状況報告書

高速熱測定によりプローブする、パルス高磁場での磁場誘起秩序相の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05143
研究機関東京大学

研究代表者

小濱 芳允  東京大学, 物性研究所, 助教 (90447524)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード高磁場 / 比熱 / エントロピー / パルス磁場
研究実績の概要

本研究は, URu2Si2, CeRh2Si2, Cu3Mo2O9など高磁場領域で磁場誘起相転移を示す化合物に着目し, これら磁場誘起相転移現象の理解を深めることを目的としている. 平成27年度は, “(1)パルス高磁場下での熱測定を進めるための研究基盤の構築”
“(2) CeRh2Si2およびCu3Mo2O9の熱測定”を進めた.
(1)についてはFPGAデバイスを用いて一定磁場を発生する装置を製作し, 世界で始めて60 T以上の高磁場領域で磁場が時間変化しない”安定磁場環境”を作り出した. これにより熱測定を初めとする, ゆっくりとした測定をパルス強磁場下で精密測定する環境が整った. この開発した装置を用い, (2)のCu3Mo2O9やCeRh2Si2における比熱および磁気熱量効果を測定した. CeRh2Si2においては量子振動測定も執り行い, f電子の混成がどのように磁場変化するかを見出している. このように平成28年度に向けた研究は順調に進んでいる.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成27年度は, パルス磁場下熱測定技術の測定精度を上げるべく, 準定常磁場(時間に対して磁場が変化しない安定磁場)という特殊なパルス磁場の発生に取り組んだ. 35 T~60 Tという高磁場領域で±50 Oeという安定磁場を発生できるようになり, このような高磁場下で比熱測定に成功した. 磁性体は磁気熱量効果という形で, 磁場変化により温度が変化するため, このように一定磁場を利用することにより, 比熱データにはかなりの精度向上が期待できる. 実際, 3つの磁場誘起相転移を示す化合物においての実験では, かなり高精度な実験データが得られた. 計画通りの成果であり, 順調に研究は進展していると考えている.

今後の研究の推進方策

平成28年度も, 計画通り研究を遂行する. プローブの改良などを行い, 500 mKまでの比熱測定を60Tまで執り行えるようにする. それに並行して, CeRh2Si2およびCu3Mo2O9の比熱測定を完了させる. これにより上記の化合物における磁場誘起相転移の理解を目指す.

次年度使用額が生じた理由

予定していた高額物品(金属製デュワー)の値段が高騰したため、購入を見送った。このためおよそ40万円の予算が浮いた。

次年度使用額の使用計画

プローブの製作、および電子機器の整備に充てる。特に電子機器は高額であり、前年度の予算が必須となる。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Antiferromagnetism in a Family of S = 1 Square Lattice Coordination Polymers NiX2(pyz)2 (X = Cl, Br, I, NCS; pyz = Pyrazine)2016

    • 著者名/発表者名
      J. Liu, P. A. Goddard, J. Singleton, J. Brambleby, F. Foronda, J. S. Moller, Y. Kohama et al.,
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 55 ページ: 3515-3529

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02991

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Superconductivity protected by spin-valley locking in ion-gated MoS22016

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito, Yasuharu Nakamura, Mohammad Saeed Baharamy, Yoshimitsu Kohama, Yuichi Kasahara, Yuji Nakagawa, Masaru Onga, Masashi Tokunaga, Tsutomu Nojima, Youichi Yanase, and Yoshihiro Iwasa
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 12 ページ: 144-149

    • DOI

      10.1038/nphys3580

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Field-Induced quantum metal-insulator transition in the pyrochlore iridate Nd2Ir2O72016

    • 著者名/発表者名
      Zhaoming Tian, Yoshimitsu Kohama, Takahiro Tomita, Hiroaki Ishizuka, Timothy H. Hsieh, Jun J. Ishikawa, Koichi Kindo, Leon Balents, and Satoru Nakatsuji
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 12 ページ: 134-138

    • DOI

      doi:10.1038/nphys3567

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental exploration of novel semimetal state in strongly anisotropic Pyrochlore iridate Nd2Ir2O7 under high magnetic field2016

    • 著者名/発表者名
      Z. M. Tian, Y. Kohama, T. Tomita, J. Ishikawa, H. Mario, K. Kindo, and S. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 683 ページ: 012024-012024

    • DOI

      :10.1088/1742-6596/683/1/012024

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation of Flat-top Pulsed magnetic fields with feedback control approach2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Kohama and Koichi Kindo
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 86 ページ: 104701-104701

    • DOI

      10.1063/1.4931689

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a Rapid Temperature Scanning System for Pulsed Magnetic Fields and its Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mochidzuki, Yoshimitsu Kohama, Akira Matsuo, and Koichi Kindo
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 75 ページ: 284-291

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.033

    • 査読あり
  • [学会発表] Research with Non-destructive pulsed magnets: current status and future prospects at international MegaGauss Science Laboratory2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Kohama and Kindo Koichi
    • 学会等名
      Korean Physics Society Meeting
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-04-21 – 2016-04-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PID制御による、フラットトップパルス磁場の発生2015

    • 著者名/発表者名
      小濱芳允、金道浩一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] A device for Precise Measurements of Specific Heat in Pulsed Magnetic Fields2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Kohama and Koichi Kindo
    • 学会等名
      RHMF 2015
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2015-07-01 – 2015-07-04
  • [図書] 固体物理2016

    • 著者名/発表者名
      小濱芳允・Zhaoming Tian・冨田崇弘・石川洵・金道浩一・中辻知・石塚大晃
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      アグネ技術センター
  • [図書] 固体物理2015

    • 著者名/発表者名
      木原工, 小濱芳允, 徳永将史, 金道浩一
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      アグネ技術センター

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公開日: 2017-01-06  

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