2021 年度研究成果報告書

熱膨張率測定による超低温電子系研究

研究課題

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研究課題/領域番号	19K21842
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分13:物性物理学およびその関連分野
研究機関	東京大学
研究代表者	山下穣東京大学, 物性研究所, 准教授 (10464207)
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード	超低温測定 / 熱膨張率 / 強相関電子系
研究成果の概要	本研究は市販の希釈冷凍機で到達可能な温度より低温の超低温領域（～１ｍＫ）まで強相関電子系研究を拡張するための測定技術開発を目的とした研究である。本研究によって超低温度まで測定可能な熱膨張率測定セルが完成した。超伝導体CeCoIn5を用いたテスト運転によってその超伝導転移の明瞭な観測に成功した。今後、様々な物質の測定への展開をすすめる。並行して超低温度までの電気抵抗測定に挑戦し、低温アンプを用いることでYbRh2Si2の超低温度までの電気抵抗測定を実現し、超伝導転移によるものと思われる電気抵抗の減少を確認することができた。
自由記述の分野	低温物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	科学研究においてより低温までの研究を行う事は熱揺らぎに隠れていた物質の本質的性質を明らかにするためには必須である。市販の冷凍機で達成可能な温度より低温の超低温領域（～1 mK）での実験には様々な実験的困難があってこれまでほとんど行われてこなかったが、本研究成果によって熱膨張率の超低温測定が実現したことで相転移をはじめとする様々な熱力学量の測定が可能になった。これは、様々な物質における超低温測定につながる成果である。