| 研究課題/領域番号 |
19K03737
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
池田 陽一 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40581773)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 重い電子系 / 中性子回折 / 圧力 |
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| 研究実績の概要 |
重い電子系における超伝導現象について知見を得るため，これまでの重い電子超伝導体とは一風変わった温度圧力相図を示すCeNiGe3に着目して研究を進めている．本研究では，当該物質における，超伝導と共存する反強磁性相と，競合する圧力誘起磁性相の磁気伝搬ベクトルを圧力中性子回折実験により明らかにし，磁気構造に関する情報を得ることを当面の目標としている．目標の達成のためには，１mm^3以下の試料を用いた極低温（ー２７０℃以下）高圧力（～４万気圧）下中性子実験による，１原子あたり1ボーア磁子以下の微弱な磁気信号の検出方法を確立しなければならない．そのための専用圧力セルの改良を行っている．
2019年度は，科研費若手B（課題番号：16K17740，期間：2016-2017年度）において作製した圧力セル（直径３０mm，高さ５３mm）の改良を進め，５．１ton-fの荷重により室温で約３万気圧の加圧に成功し，日本物理学会2019年度秋季大会(岐阜大学：12aPS-52)にて，発表を行った．目標とする４万気圧まではもう一息であるが，ガスケット部分と圧力測定方法に改良が必要となっている．2020年度に改良に取り組み，目途が立ち次第，中性子実験を行う予定である．
上記セリウム系物質の実験と並行して，イッテリビウム系重い電子化合物の研究を進めている．2019年度は，物質合成と各種物性評価を行い，興味深い非線形磁化異常を発見した．発見した磁化異常は，恐らく磁性イオンの基底縮重度に依存するcf混成効果（近藤効果）に起因する．2020年度は，その検証実験を進める予定である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2019年度に行った研究により，室温で３万気圧までの加圧には成功した．その際，当初予定していた圧力測定（ルビー蛍光法）が上手く機能せず，やむを得ずビスマスの圧力定点を用いて圧力を評価した．測定した結果，ビスマスII-III転移を越えていることから，3万気圧程度の発生は明白であるが，より正確な圧力値の評価にはルビー蛍光法による測定が不可欠である．原因究明を行う必要があるため，研究計画はやや遅れているとした．
一方，イッテリビウム系重い電子化合物に対する研究は，想定以上に進んでおり，今後予定している強磁場磁化測定の実験が上手くいけば，2020年度の早い段階で論文にできると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
圧力下中性子実験を行い目的を完遂するためには，圧力セルの改良と，圧力モニターの不具合解消が必要である．2020年度はガスケットの工夫（試料容積の調整と，外径の最適化）を行うとともに，圧力モニター（ルビー蛍光用分光器）の不具合解消に取り組む予定である．
イッテリビウム系重い電子化合物に対する研究は，非線形磁化異常の全貌を捉えるための強磁場実験を東北大学金属材料研究所の強磁場実験施設において行う予定である．そのための実験課題申請は昨年中にしており，採択済みである．分解能や測定磁場範囲が足りない場合は，別施設に課題申請を行うなどして，2020年度中に実験を完遂し，論文化することを目指す．また非線形磁化異常の起源について新しい知見を得るために，置換元素を変えてcf混成強度を調整し，磁化異常の変化を調べる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2019年度に導入予定であった放電加工機が，メーカー取扱停止となり導入不可となった．そのため代替機種の選定に時間がかかった．価格を抑えた機種の選定が済み次第，使用予定であるが，想定している機能が得られない場合は，圧力セル等の別の物品購入に充てる予定である．
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