研究課題
本研究では熱膨張率測定を希釈冷凍機温度以下の超低温度（～１ｍＫ）まで拡張することで、超低温度までの電子物性研究を開拓することにある。現在、様々な固体電子物性研究が市販の希釈冷凍機を用いて低温(~20 mK)まで行われているが、より低温の超低温領域(~1 mK)までの測定が必要な研究テーマが現れている。超低温環境自体は核断熱消磁冷凍機を使うことで得られるのに対して、超低温領域まで固体電子物性測定が行われた例はほとんど無く、超低温まで有効な測定方法が不明である。本研究では特に、熱膨張率を応用することで、比熱測定のような相転移探索を超低温度まで可能にすることを目的としている。今年度は以下のような進展があった。（１）CeCoIn5の熱膨張率測定を改良するために測定に用いる超伝導同軸ケーブルをすべて取り換え、１点接地にすることで、測定精度の向上を試みた。また、参照用のキャパシタンスを低温部分に設置して時間安定性の向上を図った。こうした改良によって温度ドリフトの効果や、信号雑音比の改善をすることができたが、信号自体が小さく、信頼性の高い測定を行うためにはより一層の改良が必要であることが分かった。（２）重い電子系物質YbRh2Si2の試料評価のための電気抵抗測定を超低温度まで行った。励起電流による発熱の効果を抑えるために電圧パルスを用いたスポット溶接法による端子付けを行い、接触抵抗を減少させることに成功した。また、試料につながる電気配線の熱接触を改善することで試料温度のさらなる低下を試みた。加えて、低温アンプの倍率を増大させることで、より小さな励起電流で測定できるように改良した。こうした改善に関わらず、YbRh2Si2の超伝導転移によるゼロ抵抗を示す信頼性の高いデータは得られていない。試料に対する微細加工などによって信号自体を大きくする試みが必要だと考えている。
すべて 2022 2021 その他
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)
Physical Review Research
巻: 4 ページ: －
10.1103/PhysRevResearch.4.013163
npj Quantum Materials
巻: 6 ページ: －
10.1038/s41535-021-00387-6
Physical Review X
巻: 11 ページ: －
10.1103/PhysRevX.11.041048
https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/news2.html?pid=14020
https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/news2.html?pid=14164
