100テスラ領域の強磁場スピン科学の総括

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17072001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 野尻 浩之 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)
• 研究分担者: 鄭 国慶 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50231444) ; 小林 典男 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40111306) ; 金道 浩一 東京大学, 物性研究所, 教授 (20205058) ; 高増 正 物質・材料研究機構, 量子ドットセンター, 主幹研究員 (60212015) ; 木戸 義勇 物質・材料研究機構, 共用基盤部門強磁場共用ステーション, ステーション長 (10013541)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 強磁場 / スピン科学 / 計測科学 / 磁性 / 強相関電子系 / 量子ビーム / 極端条件

研究概要

本領域では、超強磁場下の先端計測実現を軸として、未踏の100テスラ領域におけるスピン科学を推進し、(1)スピンによる電子状態の制御、(2)強磁場により誘起される様々な相の起源の解明と制御原理の確立、(3)電子状態のプローブとしてのスピンの利用、の3つの柱において世界を先導する成果をあげた。特に、パルス超強磁場下の先端的実験手法開発により、新研究分野を開拓し、精密物性科学としての強磁場スピン科学を100テスラ領域に広げる基盤を確立したことは大きな成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Universal Magnetic Structure of the Half-Magnetization Phase in Cr-Based Spinels (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuda, K. Ohoyama, S. Yoshii, H. Nojiri, 他8名
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 104 ページ: 047201-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Magnetoresistance and Collapse of the Energy Gap in Yb1-xLuxB12 (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Iga, K. Suga, K. Takeda, S. Michimura, K. Murakami, T. Takabatake, K. Kindo
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 200 ページ: 012064-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Echo NMR in Pulsed High Magnetic Fields up to 48 T (2009)
  • 著者名/発表者名: G. -q. Zheng, K. Katayama, M. Nishiyama S. Kawasaki, N. Nishihagi, S. Kimura, M. Hagiwara, K. Kindo
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 78 ページ: 095001-1-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Narrow Carrier Concentration Range of Superconductivity and Critical Point of Pseudogap Formation Temperature in Pb- Substituted Bi2Sr2CuO6+δ (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, N. Okumura, Y. Miyoshi, T. Nishizaki, T. Sasaki, N. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 78 ページ: 084722-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Inhomogeneity in Pb-substituted Bi2Sr2CuO6+δStudied by STM/STS Measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, T. Nishizaki, N. Okumura, N. Kobayashi
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 150 ページ: 052133-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] XMCD Spectroscopy on Valence Fluctuating and Heavy Fermion Compounds in Very High Magnetic Fields up to 40 (2009)
  • 著者名/発表者名: T: Y.H. Matsuda, J.L. Her, T. Inami, K. Ohwada, Z.W. Ouyang, K. Okada, H. Nojiri, A. Mitsuda, H. Wada, K. Yoshimura, H. Amitsuka, N. Kawamura, M. Suzuki, A. Kotani
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 190 ページ: 012019-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metamagnetic Transition to Poor Conductor in BaVS3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Narumi, K. Suga, K. Kindo, T. Yamasaki, M. Shiga, H. Nakamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 76 ページ: 013706-1-4
• [雑誌論文] Can Japan make what they have planned? (2007)
  • 著者名/発表者名: 野尻浩之
  • 雑誌名: 波紋 17 ページ: 29-32
• [雑誌論文] Modification of the Quantum Hall Effect by the Charge State of a Nearby Quantum Dots Layer (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Takehana, T. Takamasu
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 75 ページ: 114713-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a Micro-Coil Pulsed Magnet System and Its Application for Solid State Physics (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Takamasu, K. Sato, Y. Imanaka, K. Takehana
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 51 ページ: 591-594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron Diffraction Experiments with 40 T Pulsed Magnets (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Ohyama, N. Katoh, H. Nojiri, Y.H. Matsuda, H. Hiraka, K. Ikeda, H.M. Shimizu
  • 雑誌名: J. Phys: Conf. Ser 51 ページ: 506-509
  • 査読あり
• [学会発表] J-PARCおけるパルス超強磁場中性子回折 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野尻浩之, 岡田郷子, 鳴海康雄, 保井基良, 吉居俊輔, 大山研司, 及川健一, 前川藤夫
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] フライホイール付き大型直流発電機を使った強磁場発生 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松尾晶, 川口孝志, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] XMCD Spectroscopy on Valence Fluctuating and Heavy Fermion Compounds in Very High Magnetic Fields up to 40 T (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.H. Matsuda, J.L. Her, T. Inami, K. Ohwada, Z.W. Ouyang, K. Okada, H. Nojiri, A. Mitsuda, H. Wada, K. Yoshimura, H. Amitsuka, N. Kawamura, M. Suzuki, A. Kotani
  • 学会等名: The 14th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS14)
  • 発表場所: Camerino, Italy
  • 年月日: 20090726-20090731
• [学会発表] X-ray and Neutron Experiments in High Magnetic Fields (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nojiri
  • 学会等名: 9th International Conference on Research in High Magnetic Fields
  • 発表場所: Dresden
  • 年月日: 20090722-20090725
• [学会発表] NMR Study on Strongly Correlated Electron Superconductors under Static and Pulsed Magnetic-Fields up to 48 T (2009)
  • 著者名/発表者名: G. -q. Zheng
  • 発表場所: Dresden
  • 年月日: 20090722-20090725
• [学会発表] Josephson Vortex Phase Diagram in Underdoped YBa2Cu3Oy (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nishizaki, Y. Tokita, Y. Takahashi, T. Sasaki, N. Kobayashi
  • 学会等名: 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
  • 発表場所: Amsterdam, The Netherlands
  • 年月日: 20080806-20080813
• [学会発表] Surface Structure and Superconducting Energy Gap of Boron Doped Diamond Films Probed by STM/STS (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nishizaki, Y. Takano, M. Nagao, T. Takenouchi, H. Kawarada, N. Kobayashi
  • 学会等名: International Workshop on Superconductivity in Diamond and Related Materials 2008
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20080707-20070709
• [学会発表] パルス中性子と超強磁場 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野尻浩之
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 20080323-20080326
• [学会発表] ナノ磁性多面体のESR, 分子科学研究会ー先端的ESR手法による分子性物質の新機能性探索ー (2007)
  • 著者名/発表者名: 野尻浩之
  • 発表場所: 岡崎市
  • 年月日: 20071217-20071219
• [学会発表] High Field Transport Properties of a Yb-doped Two-Dimensional Electron System (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takamasu
  • 学会等名: 4th International Symposium on High Magnetic Field Spin Science in 100T
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20071126-20071128
• [学会発表] Infrared Photoconductivity of Te Donor in Ge (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Nakata, A. Yokoyama, Y. Imanaka, K. Takehana, T. Takamasu
  • 学会等名: IRMMW-THz 2007
  • 発表場所: Cardiff, United Kingdom
  • 年月日: 20070902-20070907
• [学会発表] 酸化物超伝導体におけるSTM/STS (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林典男
  • 学会等名: 物性研短期研究会「低温走査トンネル顕微鏡の現状と展望」
  • 発表場所: 柏市
  • 年月日: 20070525-20070526
• [学会発表] 希土類添加AlGaAs超格子の強磁場中発光現象 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高増正, 佐藤康一, 今中康貴, 竹端寛治
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 20070318-20070321
• [学会発表] 結晶NaxCoO2*yH2Oにおける単結晶ナイトシフト測定 (2006)
  • 著者名/発表者名: 俣野和明, 鄭国慶, D.P. Chen, C.T. Lin
  • 学会等名: 日本物理学会2006年秋季大会
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 20060923-20090926
• [学会発表] Dynamics and Magnetization Process of Triangle Based Low Dimensional Systems, Ring, Tube, Helix and Ball (2006)
  • 著者名/発表者名: Nojiri
  • 学会等名: ISSP International Workshop and Symposium on Computational Approaches to Quantum Critical Phenoma
  • 発表場所: Kashiwa, Japan
  • 年月日: 20060923-20060926
• [学会発表] New Pulsed Magnets for 100 T, Long-Pulse and Diffraction Measurements (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Kindo, Yamada
  • 学会等名: Conference LX on Research in High Magnetic Fields
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20060816-20060819
• [学会発表] Magnetostriction of the Spin Gap System TlCuCl3 in High Magnetic Field (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Sawai, T. Takeuchi, M. Hagiwara, K. Kindo, H. Tanaka, Yamada
  • 学会等名: Conference LX on Research in High Magnetic Fields
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20060816-20060819
• [学会発表] ボロンドープ超伝導ダイヤモンドのトンネル顕微分光 (2006)
  • 著者名/発表者名: 西嵜照和, 高野義彦, 長尾雅則, 竹之内智大, 川原田洋, 小林典男
  • 学会等名: 第3回ボロンドープ超伝導ダイアモンド研究会
  • 発表場所: 調布市
  • 年月日: 2006-07-29
• [学会発表] Delocalized Quasiparticles in the Vortex State of d-wave Superconductors Probed by NMR (2005)
  • 著者名/発表者名: 鄭国慶
  • 学会等名: 京都大学基研研究会:異方的超伝導体の統一的な理解に向けて
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20051206-20051208
• [学会発表] 高磁場ESR原理と応用 (2005)
  • 著者名/発表者名: 野尻浩之
  • 学会等名: 分子磁性の新しい動向を探る研究会
  • 発表場所: 那須
  • 年月日: 20050905-20050906
• [図書] 超伝導物質の物性:Li2(Pd, Pt)3B, 超伝導ハンドブック(福山秀敏, 秋光純編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 鄭国慶
  • 総ページ数: 195-198
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] ボルテックスマタ-の物理, 超伝導ハンドブック(福山秀敏, 秋光純編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 胡暁, 西嵜照和, 小林典男
  • 総ページ数: 255-265
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 繰り返しパルス磁場とその応用他, 実験物理科学シリーズ5 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野尻浩之
  • 総ページ数: 130-141,160-180
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 定常磁場下の電気的測定, 実験物理科学シリーズ5強磁場の発生と応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高増正
  • 総ページ数: 255-263
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Vortex Matter Physics in YBa2Cu3Oy Single Crystals" in "Studies of High Temperature Superconductors (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Nishizaki, N. Kobayashi
  • 総ページ数: 1-47
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考] (1)ホームページ等
  • URL: http://spin100.imr.tohoku.ac.jp/
• [備考] (2)受賞・昇任採用他
• [備考] J. Phys. Soc. Jpn. Paper of Editer's choiceHigh-Magnetic-Field X-ray Absorption Spectroscopy of Field-Induced Valence Transition in YbInCu4, by Y. H. Matsuda, T. Inami, K. Ohwada, Y. Murata, H. Nojiri 他4名, J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 76, (2007) 034702.
• [備考] (3)新聞報道他
• [備考] (1)鉄系超電導 超電導の理論裏付け 理研など, 電子構造を詳細分析,日経産業新聞、2010.4.23.
• [備考] (2)東北大など新顕微鏡:世界最強磁場でナノサイズ観察,日経産業新聞, 2010.3.16.
• [備考] (3)「三角構造の不安定磁性体 磁場中で共通磁気構造 東北大・東大・原子力機構 中性子回析法で解明」,日刊工業新聞, 2010.1.25.
• [備考] (4)強磁場で弱磁性体観測「XMCD法で成功」東北大など,日刊工業新聞, 2009.8.26.
• [備考] (5)「クーパー対の個性」,科学新聞, 2009.2.6.
• [備考] (6)「半導体、室温でも磁性」,朝日新聞, 2007.5.25.
• [備考] (7)「原子力機構強磁場と放射光X線組み合わせ 新たな実験技術開発」,科学新聞, 2007.3.30.
• [備考] (8)「結晶中の原子位置 磁場で段階的に変化 理研など観測に成功」,日刊工業新聞, 2006.11.10.
• [備考] (4)その他
• [備考] (1)特定領域方式のX線マグネットArgonne国立研究所:Argonne Todayで紹介,2009.12.
• [備考] (2)強磁場中性子回折実験Institute for Laue-Langevinの2008年研究ハイライトに選定,2009.10.
• [備考] (3)強磁場中性子世界記録樹立ミニコイルInstitute for Laue-Langevinへ日本製で初めて展示,2009.7.