| 研究課題/領域番号 |
25400386
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
立岩 尚之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50346821)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 高圧実験 / ウラン化合物 |
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| 研究実績の概要 |
本採択申請では、ウラン化合物における圧力誘起型相転移とそれに伴う電子基底状態の変化の追求を主な目的として研究を計画した。また、新奇なウラン化合物の物性の探索に、磁性と超伝導という観点から研究を進めている。
1. 昨年度に引き続き、多目的型高圧下物性測定用圧力セルの開発を行った。ブリッジマン型圧力セルを基本として、ガスケット・アンビルの適正化を行った。ウラン系反強磁性化合物URhIn5とウランカルコゲナイド化合物US2など幾つかのウラン化合物の磁気転移温度についてその圧力効果を調べた。また、研究代表者が開発した新しい高圧下磁化測定用圧力セルについて、（株）RDサポートと協力して汎用化し、同社から一般の研究者が購入することが可能となった。ドイツのアウグスブルグ大学などに納入され運用され、電子メイル等で研究代表者は技術指導を行っている。
2. 前年度、ウラン強磁性超伝導物質UGe2, URhGeの新奇な磁気臨界現象を明らかにした。超伝導が出現する一軸異方性の強いウラン強磁性化合物の新しいスケーリング則の存在が示唆される。本年度はUCoAlの「三重臨界点」近傍の磁化の振る舞いについて詳細に実験データを取得し、そのスケーリング則について調査を行っている。現在解析が進行中である。さらにUGe2とURhGeの強磁性超伝導に着目した高圧研究も進行中である。とくに「スピンのゆらぎ」メカニズムの適用を是非を検討するため、磁化のデータからスピンの揺らぎを特徴付ける特性温度の評価を行っている。
3. 新規なウラン化合物の低温物性評価を行った。UTC2(T:遷移金属), UCr6Ge6, URh6Ge4等新たに合成された物質について低温物性実験を通してその基本物性を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本採択課題は、ウラン系化合物の複合極限下（極低温／高圧）における物性測定実験を通して研究を進めている。ウラン系強磁性超伝導の新奇スケーリング則の発見や、新しい高圧下磁化測定装置（セラミックアンビルセル）の開発とその汎用化などの進展が見られた。計画の一部である高圧発生装置の改良／開発については、平成25年度の試行錯誤をもとに、圧力セル設計は計画とおり進んだ。セルをテストするために必要となる冷凍機が2014年（平成26年）秋に不調となったため、研究計画の一部が来年度に持ち越されることになった。なお冷凍機の修理対応は終了している。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. 強磁性超伝導物質UGe2, URhGeについて、強磁性状態の圧力効果と超伝導との相関を、高圧下磁化測定を通して調べる。「スピンの揺らぎ」理論を援用し磁化のデータの解析を行い、この超伝導起源を解明する。他の非従来型超伝導との比較を行う。
2. ブリッジマン型圧力セルの適正化をさらに進め、ウラン系超伝導物質UBe13をはじめとしてウラン強磁性化合物の圧力誘起型一次相転移と電子基底状態の変化の詳細を調べてゆく。UBe13については、高圧下磁化／比熱／電気抵抗測定を行い、超伝導相図等を完成させる。大きな残留抵抗で特徴付けられる低圧側の「異常な金属状態」と非従来型超伝導の関係を明らかにする。また新規ウラン強磁性化合物URh6Ge4, URh6Si4の強磁性状態の圧力効果を調べ圧力誘起相転移の存在の有無を調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
「現在までの達成度」に記載した通り、2014年秋の冷凍機が故障したため、高圧発生装置の改良／テストが一部中止となった。よって高圧発生装置（ブリッジマン型圧力セル）の改善／テストの一部が、平成27年度に持ち越されることとなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成26年度中にテストすべきタイプのセルの一部は完成している。冷凍機の問題が解決したため、平成27年度前半にこれらのテストを集中的に行い、高圧発生装置の最終デザインの同定と、ウラン化合物高圧研究への適用を行う。
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