アンビル型セルを用いた高圧力下高感度磁化測定装置の開発

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17654067
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 細越 裕子 大阪府立大学, 理学系研究科, 助教授 (50290903)
• 研究分担者: 西原 禎文 大阪府立大学, 理学系研究科, 助手 (00405341)
• キーワード: 高圧力 / 磁気測定 / 分子性化合物 / アンビル / TiCu合金 / 熱間鍛造 / 冷間鍛造

研究概要

高圧力下の磁気測定用の圧力セルの開発研究を行った。引き抜き法磁化測定は、磁場中で簡便に磁気測定を行なう方法であるが、試料と同時に圧力セルの磁化も測定するため、圧力セルの材質の選定は、重要な要素である。研究代表者はTiCu合金の磁化が小さく、低比重の分子性化合物の圧力下磁化測定に適した素材であることを報告しているが、1mm以下の薄板は市販品が利用できるが、圧力セルに加工できる丸棒の入手が困難であることが大きな問題であった。本研究において、TiCuインゴットを容体化処理後、熱間鍛造、冷間鍛造を行ない、さらに熱硬化処理により直径15mmの丸棒で硬度360Hvの高圧材料を作成することに成功した。これにより、非磁性圧力セルを種々作製する道が拓かれた。また、市販のSQUID磁束計は試料空間が直径9mmに限られている。シリンダー外径8.5mmに対してシリンダー内径を2mmとすると、外径/内径比>4であるが、ピストンによる加圧は35kgf/cm2の荷重に対して(1.2GPa)シリンダー外径が膨らんでしまう。400Hv以上の硬度を持つMP35Nをシリンダーに使用すると1.5GPaまでシリンダーの変形は見られなかったが、ZrO2のピストンが1.5GPaで破断した。MP35Nは高圧材としては優れているが、その磁化が大きいという欠点がある。分子性強磁性体試料5mgの磁気相転移の測定に成功したが、磁化の弱い低比重試料の磁気測定には適さない。対向アンビルを用いたドリッカマー型圧力セルは、アンビル間のピレットによって圧力保持を行なうので、シリンダーへの負荷が軽減される。天然鉱物パイロフィライトとサファイアアンビル、BeCu合金による圧力セルの試作を行なった。また、サファイアとダイアの中間の強度を持つモアッサナイトアンビルの試作、MgO製ピレットの試作を行なっている。

研究成果

• [雑誌論文] Paramagnetic Semiconductors : Hybrid Molecular Materials Based on Ethyland Methyl-Pyridinium-Substituted Verdazyl Radical Cations and Ni(dmit)_2 Anion (dmit=1,3-dithiol-2-thione- 4,5-dithiolate) (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Mukai, D.Shiba, K.Yoshida, K.Mukai, H.Hisatou, K.Ohara, Y.Hosokoshi, N.Azuma
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 78・12 ページ: 2114-2123
• [雑誌論文] Nuclear Magnetic Relaxation of Proton in Organic Radical Antiferromagnet BIPNNBNO around Critical Field Region (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujii, H.Hashimoto, A.Mori, A.Tanaka, M.Chiba, Y.Hosokoshi, K.Inoue, Y.Yamamoto, H.Hori
  • 雑誌名: Prog.Theo.Phys.Suppl. 159 ページ: 118-122
• [雑誌論文] Magnetic semiconductors : Molecular materials based on alkyl-pyridinium-substituted verdazyl radical cations and Ni(dmit)_2 anion (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Mukai, D.Shiba, K.Mukai, K.Yoshida, H.Hisatou, K.Ohara, Y.Hosokoshi, N.Azuma
  • 雑誌名: Polyhedron 24・16-17 ページ: 2513-2521
• [雑誌論文] Microstructures associated with dielectric and magnetic properties in (1-x)BiFeO_3-xBaTiO_3 (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Horibe, M.Nakayama, Y.Hosokoshi, T.Asaka, Y.Matsui, T.Asada, Y.Koyama, S.Mori
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 44・9B ページ: 7148-7150
• [雑誌論文] Molecular Rotor of Cs_2([18]crown-6)_3 in the Solid State Coupled with the Magnetism of [Ni(dmit)_2] (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Akutagawa, K.Shitagami, S.iNishihara, S.Takeda, T.Hasegawa, T.Nakamura, Y.Hosokoshi, K.Inoue, S.Ikeuchi, Y.Miyazaki, K.Saito
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 127 ページ: 4397-4402
• [雑誌論文] Real-space renormalization group study of the anisotropic antiferromagnetic Heisenberg model of spin S=1 on a honeycomb lattice (2005)
  • 著者名/発表者名: A.S.Boyarchenkov, A.S.Ovchinnikov, I.G.Bostrem, N.V.Baranov, Y.Hosokoshi, K.Inoue
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter 17 ページ: 1769-1780
• [雑誌論文] Specific heat study of an S=1/2 alternating Heisenberg chain system F_5PNN under magnetic field (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Yoshida, N.Tateiwa, M.Mito, T.Kawae, K.Takeda, Y.Hosokoshi, K.Inoue
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 94 ページ: 037203(4pages)
• [図書] Quantum Spin magnetism in Nitroxide-based Compounds, Carbon-Based Magnetism (Eds. by T.Makarova, F.Palacio) (2005)
  • 著者名/発表者名: Yuko Hosokoshi, Katsuya Inoue
  • 総ページ数: 107-130
  • 出版者: Elsevier B.V.