70Tパルス強磁場下における比熱測定装置の開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25800187
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小濱 芳允 東京大学, 物性研究所, 助教 (90447524)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 磁性 / パルス磁場

研究実績の概要

比熱は, 100 年以上の昔から物性測定の手法として広く使われている。 物性物理の分野で非常に有用な測定手法であり、 磁場下での研究も非常に盛んに行われていた。しかしながら比熱測定には通常秒オーダーの時間が必要であり、特にパルス磁場下という100ミリ秒以下しかないタイムスケールでの比熱測定は、非常に困難で、世界的にも成功報告例が全く無い。本研究は、このような状況から考えるにかなり挑戦的な課題である“パルス磁場を用いた70Tまでの高磁場での比熱測定”の実現を目的とした。
平成25年度には、比熱測定の実現を目標に、独自に薄膜ヒータ、薄膜温度計を導入し、ニューメリカルロックインを初めとする、先駆的な測定技術を導入した。その結果、世界で初めて36ミリ秒という短パルス磁場下での比熱測定をCu3Mo2O9という低次元磁性体において成功させた。また、東大物性研の徳永研究室との共同研究の結果として、磁気熱量効果の断熱測定手法も確立した。これにより、本研究の主目的であった、“パルス磁場を用いた70Tまでの高磁場での比熱測定”を達成できた。
平成26年度は, 20T以上の高磁場で量子ソリトン相の出現が示唆されていたBiCu2PO6という磁性体において、25年度に確立した比熱測定および磁気熱量効果を用い、詳細な測定をパルス強磁場下で行なった。この結果、量子ソリトン相の出現と対応したエントロピーの増大を発見した。このような物理的な研究にとどまらず、開発した技術の定常磁場への応用なども積極的に行った。このように本研究では、当初の目的を達成しただけではなく、さらなる研究も展開するなど、予想以上の成果を得られたと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Entropy of the Quantum Soliton Lattice and Multiple Magnetization Steps in BiCu2PO6 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshimitsu Kohama, Kenji Mochidzuki, Taku Terashima, Atsuhiko Miyata, Albin DeMuer, Thierry Klein, Christophe Marcenat, Z. L. Dun, Haidong Zhou, Gang Li, Luis Balicas, Nozomu Abe, Yasuhiro H. Matsuda, Shojiro Takeyama, Akira Matsuo, and Koichi Kindo
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 ページ: 060408(R) (1-4)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.90.060408
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic and Dielectric Properties in Multiferroic Cu3Mo2O9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Kuroe, Kento Aoki, Ryo Kino, Tasuku Sato, Hideki Kuwahara, Tomoyuki Sekine, Takumi Kihara, Mitsuru Akaki, Yoshimitsu Kohama, Masashi Tokunaga, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Masashi Hase, kanji Takehana, Hideaki Kitazawa, Kunihiko Oka, Toshimitsu Ito, and Hiroshi Eisaki
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 014036(1-6)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.014036
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heat Pulse Measurements of Specific Heat under High Magnetic Fields at Low Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: Takumi Kihara, Yoshimitsu Kohama, Yoshiaki Hashimoto, Shingo Katsumoto, and Masashi Tokunaga
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 017025(1-6)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.017025
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transport Properties of CeT2Al10 (T = Ru and Os) in Pulsed High Magnetic Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Kondo, Koichi Kindo, Yoshimitsu Kohama, Marcelo Jaime, Michio Nakamura, Hiroki Nohara, Hiroshi Tanida, Masafumi Sera, and Takashi Nishioka
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc 巻: 3 ページ: 011009(1-6)
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.3.011009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel multiferroic phase of CsCuCl3 in High Magnetic Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shibuya, M. Akaki, Y. Kohama, A. Miyake, M. Tokunaga, and H. Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Proc. Ser. 巻: 568 ページ: 042030(1-5)
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/568/4/042030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of non-metallic diamond anvil cell and quantum oscillations measurements of CePt2In7 in a pulsed-magnet (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Miyake, Yoshimitsu Kohama, Shumpei Ohta, Yusuke Hirose, Rikio Settai, Kazuyuki Matsubayashi, Yoshiya Uwatoko, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Masashi Tokunaga
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Proc. Ser. 巻: 592 ページ: 012149(1-6)
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/592/1/012149
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A Device for Precise Measurements of Specific Heat in Pulsed Magnetic Fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshimitsu KOHAMA and Koichi KINDO
  • 学会等名: RHMF 2015
  • 発表場所: グルノーブル (フランス)
  • 年月日: 2015-07-01 – 2015-07-04
• [学会発表] 重い電子系反強磁性体CeRh2Si2におけるエントロピー (2015)
  • 著者名/発表者名: 小濱芳允，横山淳，金道浩一，網塚浩
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大 （東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-23
• [学会発表] 半金属Bi,Bi1-xSbxにおける新規磁場誘起相転移の実験的探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩浅歩，近藤晃弘，小濱芳允，河智史朗，徳永将史，金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大 （東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-21
• [学会発表] MoS2電界誘起超伝導における巨大臨界磁場 (2015)
  • 著者名/発表者名: 斎藤優，小濱芳允，笠原裕一，叶劍挺，徳永将史，野島勉，岩佐義宏
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大 （東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-21
• [学会発表] 重い電子系CeFe2Ge2のメタ磁性転移 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三宅厚志，小濱芳允，山田瑛，松田達磨，青木勇二，徳永将史
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大 （愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-08
• [学会発表] パルス磁場中における熱伝導度測定装置の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小濱芳允，金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大 （愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-07
• [学会発表] パルス強磁場下におけるCsCuCl3の電気磁気効果III (2014)
  • 著者名/発表者名: 渋谷純平，赤木暢，小濱芳充，三宅厚志，徳永将史，田中秀数
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大 （愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-07
• [学会発表] 準定常磁場を用いた物性測定装置の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 望月健生，小濱芳允，松尾晶，川口孝志，金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大 （愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-07
• [学会発表] Development of specific heat and resistivity measurement system for flat-top pulsed magnetic fields (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji MOCHIDZUKI, Yoshimitsu KOHAMA, Akira MATSUO, Koushi KAWAGUCHI, and Koichi KINDO
  • 学会等名: SCES2014
  • 発表場所: グルノーブル (フランス)
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [図書] パルス強磁場下における磁気熱量効果／比熱測定手法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木原 工、小濱 芳允、徳永 将史、金道 浩一
  • 総ページ数: 未定
  • 出版者: アグネ技術センター