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2018 年度 実施状況報告書

圧力で制御されたメタ磁気熱量効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04922
研究機関横浜国立大学

研究代表者

梅原 出  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90251769)

研究分担者 脇舎 和平  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (50781465)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード熱磁気量効果 / 圧力 / 単結晶
研究実績の概要

巨大な熱磁気量効果を示すGd5SixGe5-xの系に注目した。本年度は、(1)このシステムでGd5Ge4の高圧下での磁気特性を吟味すること。(2)磁気熱量測定用の圧力セルを作成する事 の2点を重視して研究を行なった。加えて、関連物質の開発も行った。(1)Gd5Ge4の高圧下での磁気特性について ①この物質の詳細な情報を得るためテトラアーク炉を用いたチョコラルスキー法による単結晶の育成を行い成功した。②既に開発済みの小型圧力セルを用いて圧力下での磁化測定を行い圧力相図を得た。③上記の研究結果により、c軸方向では基底状態が反強磁性状態にあったものが0.5GPa以下の比較的低い圧力下で強磁性に変化する事が分かった。(2)磁気熱量測定用の圧力セルの作成 ①圧力セルの試作を行なった。②試料空間が狭い設計であったが(1)の研究により、研究対象物質が比較的低い圧力下で強磁性に変化する事が分かったので今後試料空間の改良を行う事ができる事が分かった。(3)関連物質の作製Gd5Ge4の関連物質であるNd5Si4やPr5Si4の単結晶が同様の育成方法で育成する事ができた。さらに、これらの物質の磁気特性・電気特性の実験的研究を行った。結晶構造を反映した極めて異方的な磁気特性を有している事、水素の液化を計画する際は磁気転移点、磁気特性がこの目的によく合致していることなどが分かった。上記の様に(1)(3)と(2)の研究を遂行しPDCAサイクルで研究できる事が理解できた。

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

研究対象物質を作製し、圧力下での磁気特性が理解され、今後の研究方針が立てられた。この方針は計画通り遂行可能である。圧力セルの最適化という問題が発生したため、「おおむね」とした。

今後の研究の推進方策

Gd5Ge4については、
(1)さらに詳細な圧力下での磁化測定を進める。
(2)並行して、圧力下において、磁気的カルノーサイクルの実験を行う予定である。
(3)圧力セルの最適化を行なっていく
また、関連物質のNd5Si4やPr5Si4の単結晶試料も得られたので、これらの物質の熱磁気量効果や圧力下での磁気特性を測定する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Magnetic anisotropy of single-crystal ferromagnetic2019

    • 著者名/発表者名
      KazuheiWakiya, TakeruTomaki, Minami Kimura, Masatomo Uehara ,Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko,Izuru Umehara
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 471 ページ: 274-277

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.09.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural, magnetic, and transport properties of novel quaternary compounds RRu2Sn2Zn18 (R = La, Pr, and Nd)2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhei Wakiya, Yuki Sugiyama, Miharu Kishimoto, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki, Masatomo Uehara, Jun Gouchi, Yoshiya Uwatoko, Izuru Umehara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 94706 - 94706

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.094706

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetocaloric effect in single-crystal HoNi with a canted magnetic structure2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Kinami, Kazuhei Wakiya, Jun Goichi, Yoshiya Uwatoko, Izuru Umehara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 ページ: 103001 - 1-4

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/JJAP.57.103001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MAGNETIC AND TRANSPORT PROPERTIES OF SINGLE CRYSTALLINE RCoxSn22018

    • 著者名/発表者名
      Minami Kimura, Kazuhei Wakiya, Jun Goichi, Yoshiya Uwatoko, Izuru Umehara
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 ページ: 101304 - 1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5043042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure effects on the magnetic and transport properties of the Kondo lattice system Ce3RuSn62018

    • 著者名/発表者名
      K. Wakiya, T. Tomaki, M. Kimura, M. Uehara, J. Gouchi, Y. Uwatoko, and I. Umehara
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 536 ページ: 492 - 493

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.08.055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure effect on spin-glass behavior in Ce0.9Er0.1Al22018

    • 著者名/発表者名
      K. Wakiya, G. Hu, R. Fuseya, M. Ohashi, M. Uehara, and I. Umehara
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 536 ページ: 454 - 456

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.075

    • 査読あり
  • [学会発表] Magnetic and transport properties of orthorhombic compounds R3CoSn6 (R = Ce and La)2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura, K. Wakiya, T. Tomaki, J. Gouchi, Y. Uwatoko, M. Uehara and I. Umehara
    • 学会等名
      International Conference on magnetism (ICM2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Sn- and In-substitution on the structural and magnetic properties of PrRu2Zn202018

    • 著者名/発表者名
      (2)K. Wakiya, Y. Sugiyama, J. Gouchi, Y. Uwatoko, M. Kishimoto, T. D. Matsuda, Y. Aoki, M. Uehara, and I. Umehara
    • 学会等名
      International Conference on magnetism (ICM2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Tc Candidates Materials Ln4Ni3O8 and Ln3Ni2O6 (Ln=La, Nd, Sm)2018

    • 著者名/発表者名
      M. Uehara, K. Kobayashi, K. Wakiya, I. Umehara, J. Gouchi, and Y. Uwatoko
    • 学会等名
      International Conference on Condensed Matter and Material Science (ICCMS2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規四元セリウム化合物CeRu2Sn2Zn18の価数揺動状態2018

    • 著者名/発表者名
      脇舎和平, 杉山雄紀, 駒形貴裕, 郷地順, 上床美也, 上原政智, 梅原出
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 高温超伝導候補物質Nd4Ni3O8のNi(1)サイト元素置換によるキャリア調整2018

    • 著者名/発表者名
      渋谷翔, 宮武知範, 脇舎和平, 梅原出, 上原政智
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] カゴ状化合物RRu2Zn20 (R = La, Pr)のIn置換効果2018

    • 著者名/発表者名
      脇舎和平, 杉山雄紀, 郷地順, 上床美也, 上原政智, 梅原出
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 単結晶Ce3CoSn6の磁気特性2018

    • 著者名/発表者名
      梅原出, 木村美波, 郷地順, 上床美也, 脇舎和平, 上原政智
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] Gd5Ge4-xSixの磁気特性の圧力効果2018

    • 著者名/発表者名
      横田かおり, 木村美波, 脇舎和平, 郷地順, 上床美也, 梅原出
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
  • [学会発表] 近藤格子系Ce3RuSn6 単結晶の圧力効果2018

    • 著者名/発表者名
      松永朋子, 脇舎和平, 木村美波, 戸巻健, 上原政智, 郷地順, 上床美也, 梅原 出
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
  • [学会発表] 単結晶CeCoxSn2(x = 0.39) の圧力下磁化測定2018

    • 著者名/発表者名
      木村美波, 脇舎和平, 戸巻健, 郷地順, 上床美也, 上原政智, 梅原出
    • 学会等名
      第59回高圧討論会

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公開日: 2019-12-27  

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