100テスラ級超強磁場下における超音波物性測定

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K14403
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野村 肇宏 東京大学, 物性研究所, 助教 (20845987)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 超強磁場 / 超音波 / 酸素 / 非相反 / 量子スピン

研究成果の概要

破壊型磁場発生手法である一巻きコイル法と組み合わせて、物質の超音波音速を計測する手法を新たに開発することに成功した。開発した手法を液体酸素、量子スピン系物質、重い電子系物質などに適用することで、超強磁場誘起相転移における物質の弾性定数の変化に関する情報を得ることに成功した。特に、液体酸素については磁場誘起の液体ー液体相転移の前駆現象を示唆する結果を得た。また二次元量子スピン系物質SrCu2(BO3)2では1/2プラトー相における巨大な弾性異常を観測した。開発した計測技術は今後も超強磁場物理を探索する上で強力な手法になることが期待される。

自由記述の分野

固体物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで磁場中物性に関する複数の研究がノーベル賞の対象になっていることからわかるように、強磁場下における物質の性質は多彩かつ複雑であり、未だに固体物理のフロンティアにある。超強磁場下における物性測定には多くの制限があり、これまで格子物性に関する情報はほとんど報告例が無かった。本研究では新たに音速（弾性定数）に関する情報を得る計測手法を開発し、物性測定に応用した。本研究で開発した手法は他の物質群にも適用可能であり、超強磁場下での新たな物性を探索する上で強力な手法となる。