パルス磁場下における測温技術の開発と磁性形状記憶合金への応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23340096
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 徳永 将史 東京大学, 物性研究所, 准教授 (50300885)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 磁性 / 強磁場物性 / 磁気熱量効果

研究概要

高速で試料の温度を測定できるシステムを立ち上げ、瞬間的に強磁場を発生可能なパルス磁場下における磁気熱量効果の測定を確立した。パルス磁場下では試料と外界との熱接触を抑えた断熱条件の実現が容易であり、高精度に磁気熱量効果を測定できる。本研究で立ち上げた測定システムを用いて磁性形状記憶合金において報告されていた巨大な負の辞意熱量効果の全貌を直接観測することに世界で初めて成功した。またその結果の詳細な考察によって、負の磁気熱量効果に対するスピン系、電子系および格子系の寄与をそれぞれ評価することにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Spin Frustration from cis-Edge or -Corner Sharing Metal-Centered Octahedra (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Gautier, K. Oka, T. Kihara, N. Kumar, A. Sundaresan, M. Tokunaga, M. Azuma, and K. R. Poeppelmeier
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 19268-19274
  • DOI: 10.1021/ja409831h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Berry ' s Phase in a Bulk Rashba Semiconductor (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Murakawa, M. S. Bahramy, M. Tokunaga, Y. Kohama, C. Bell, Y. Kaneko, N. Nagaosa, H. Y. Hwang, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Science 巻: 342 ページ: 1490-1493
  • DOI: 10.1126/science.1242247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat-pulse measurements of specific heat in 36 ms pulsed magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kohama, Y. Hashimoto, S. Katsumoto, M. Tokunaga, and K. Kindo
  • 雑誌名: Meas. Sci. Tech 巻: 24 ページ: 115005/1-9
  • DOI: 10.1088/0957-0233/24/11/115005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic field hysteresis under various sweeping rates for Ni-Co-Mn-In metamagnetic shape memory alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, T. Kihara, M. Tokunaga, A. Matsuo, W. Ito, R. Y. Umetsu, K. Kindo, and R. Kainuma
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 103 ページ: 122406/1-4
  • DOI: 10.1063/1.4821184
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Thermal Transformation Arrest Phenomenon in NiCoMnAl Heusler Alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, W. Ito, M. Tokunaga, T. Kihara, K. Oka, R. Y. Umetsu, T. Kanomata, and R. Kainuma
  • 雑誌名: Metals 巻: 3 ページ: 298-311
  • DOI: 10.3390/met3030298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adiabatic measurements od magneto-caloric effects in pulsed high magnetic fields up to 55 T (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kihara, Y. Kohama, Y. Hashimoto, S. Katsumoto, and M. Tokunaga
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 巻: 84 ページ: 074901/1-7
  • DOI: 10.1063/1.4811798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical microscopy study on Ni-Co-Mn-Al metamagnetic shape memory alloy by in situ observation under a pulsed high magnetic field (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, I. Katakura, T. Kihara, M. Tokunaga, W. Ito, R. Y. Umetsu, and R. Kainuma
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: 54 ページ: 357-362
  • DOI: 10.2320/matertrans.MBW201202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant Magnetoresistance Effect in the Metal - Insulator Transition of Pyrochlore Oxide Nd_2Ir_2O_7 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuhira, M. Tokunaga, M. Wakeshima, Y. Hinatsu, and S. Takagi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 023706/1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.023706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field-Induced Magnetostructural Transitions in Antiferromagnetic Fe_<1+ y>Te_<1- x>S_x (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tokunaga, T. Kihara, Y. Mizuguchi, and Y. Takano
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys 巻: 170 ページ: 340-345
  • DOI: 10.1007/s10909-012-0673-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Magnetic Field Dependence of Magnetodielectric Properties in Sr_2CoSiz_2O_7 crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Akaki, T. Tadokoro, T. Kihara, M. Tokunaga, and H. Kuwahara
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys 巻: 170 ページ: 291-295
  • DOI: 10.1007/s10909-012-0796-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Magnetic Properties in Åkermanite Sr_2MSi_2O_7 (M=Co, Mn) crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Akaki, T. Tadokoro, H. Kuwahara, T. Kihara, and M. Tokunaga
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc 巻: 62 ページ: 1812-1814
  • DOI: 10.3938/jkps.62.1812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetotransport Property of the Hole-doped Delafossite CuCr0.97Mg0.03O2 with a Spin-3/2 Antiferromagnetic Triangular Sublattice (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Okuda, S. Oozono, T. Kihara, and M. Tokunaga
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc 巻: 62 ページ: 2168-2172
  • DOI: 10.3938/jkps.62.2168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical imaging and magnetocaloric effect measurements in pulsed high magnetic fields and their application to Ni-Co-Mn-In Heusler alloy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kihara, I. Katakura, M. Tokunaga, A. Matsuo, K. Kawaguchi, A. Kondo, K. Kindo, W. Ito, X. Xu, R, and Kainuma
  • 雑誌名: J. Alloys and Compd 巻: 577S ページ: S722-S725
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.02.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiferroic properties of an °akermanite Sr_2CoSi_2O_7 single crystal in high magnetic fields (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Akaki, H. Iwamoto, T. Kihara, M. Tokunaga, and H. Kuwahara
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 060413(R)/1-4
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.060413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field-Induced Magnetostructural Transitions in Antiferromagnetic Fe_<1+ y>Te_<1- x>S_x (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tokunaga, T. Kihara, Y. Mizuguchi, and Y. Takano
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 063703/1-4
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.063703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Upper Critical Field of BiS_2 -Based Superconductor LaO_<0.5>F_<0.5>BiS_2
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuguchi, A. Miyake, K. Akiba, M. Tokunaga, J. Kajitani, and O. Miura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B.
  • 査読あり
• [学会発表] 高速比熱測定による電子系と核スピン系の分離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木原工, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] パルス強磁場下における磁気熱量効果測定と比熱測定への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原工, 他
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会
  • 発表場所: 物性研究所(千葉県)
  • 年月日: 2013-10-31
• [学会発表] パルス磁場下での比熱測定とその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小濱芳充, 他
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会
  • 発表場所: 物性研究所(千葉県)
  • 年月日: 2013-10-31
• [学会発表] パルス磁場下比熱測定装置によるCu_3Mo_2O_9の熱力学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小濱良光, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県)
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Heat Pulse Measurements of Specific Heat under High Magnetic Fields at Low Temperatures (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kihara, et al .
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron System 2013
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 年月日: 2013-08-07
• [学会発表] パルス強磁場下での準断熱法による比熱測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小濱芳充, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] パルス強磁場を使ったメタ磁性形状記憶合金NiCoMnInの磁気熱量効果測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原工, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 物性研非破壊マグネットを使った物性実験の現状と展望 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳永将史, 他
  • 学会等名: 金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センター研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] Title : Developments at Pulsed High Field Laboratory in ISSP (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tokunaga, et al
  • 学会等名: Science and Technology at High Magnetic Fields
  • 発表場所: Madrid (Spain)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Field-induced magnetostructural transitions in antiferromagnetic Fe_<1+ y>Te_<1- x>S_x (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tokunaga, et al
  • 学会等名: 10th International Conference on Research in High Magnetic Fields
  • 発表場所: Wuhan (China)
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] Nd_2Ir_2O_7の金属絶縁体転移における強磁場効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松平和之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(大阪府)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] Optical imaging and magnetocaloric effect measurements in pulsed high magnetic fields and their application to Ni-Co-Mn-In Heusler alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kihara, et al
  • 学会等名: ICOMAT-2011
  • 発表場所: Osaka (Japan)
  • 年月日: 2011-09-05
• [産業財産権] 電気伝導性材料及びそれを用いた抵抗温度計 (2014)
  • 発明者名: 松平和之,分島亮,徳永将史
  • 権利者名: 松平和之,分島亮,徳永将史
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2014/059429
  • 出願年月日: 2014-03-31
  • 外国