Study on the meta-magnetocaloric effect under high pressure

高压下元磁热效应研究

• 批准号: 18K04922
• 负责人: 梅原 出
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K04922/
• 关键词: 熱磁気量効果; 圧力; 単結晶; 磁気冷凍; メタ磁性

巨大な熱磁気量効果を示すGd5SixGe5-xの系に注目した。初年度は、（１）このシステムでGd5Ge4の高圧下での磁気特性を吟味すること。（２）磁気熱量測定用の圧力セルを作成する事　の２点を重視して研究を行なった。加えて、関連物質の開発も行った。（１）Gd5Ge4の高圧下での磁気特性について　①チョコラルスキー法による単結晶の育成に成功した。②既に開発済みの小型圧力セルを用いて圧力下での磁化測定を行った。③上記の研究結果により、c軸方向では基底状態が反強磁性状態にあったものが0.5GPa以下の比較的低い圧力下で強磁性に変化する事が分かった。（２）磁気熱量測定用の圧力セルを作成した。（３）関連物質の作製Gd5Ge4の関連物質であるNd5Si4やPr5Si4の単結晶が同様の育成方法で育成する事ができた。さらに、これらの物質の磁気特性・電気特性の実験的研究を行った。結晶構造を反映した極めて異方的な磁気特性を有している事、水素の液化を計画する際は磁気転移点、磁気特性がこの目的によく合致していることなどが分かった。２年目から最終年度においては、初年度の成果に基づき、磁気冷凍冷却実験が行えるセルを開発し、MPMSに実装した。結果、極めて有効な磁気冷凍実装システムの構築に成功した。このシステムを用い、Gd5Ge4の磁気冷却テストを行った。Gd5Ge4は、磁化測定の結果から、極めて良好な磁気冷凍が期待されていたが、実装試験の結果は、磁化測定の結果から期待される冷却能力を有さないことがわかった。これは、現在行われている磁気特性の測定のみから、磁気冷凍能力を議論する研究のトレンドに警鐘を鳴らす結果となっている。初年度、単結晶育成に成功した、Nd5Si4やPr5Si4について、右手系、左手系のカイラリティの作り分けができることが判明し、今後の磁性物理学に新たな道を開き得る系を発見した。

Large thermal magnetic properties show that the Gd5SixGe5-x system In the early years,(1) the magnetic properties of Gd5Ge4 under high pressure were studied. (2) The pressure measurement for magnetic calorimetry is carried out in two aspects. Add, related substances and develop. (1) The magnetic properties of Gd5Ge4 under high pressure were studied. (2) Magnetization measurement under high pressure is carried out in the development of small pressure units. (3) The results of the above study show that in the c-axis direction, the base state is antiferromagnetic, and the ferromagnetic state is ferromagnetic at a relatively low pressure below 0.5 GPa. (2) Pressure measurement for magnetic calorimetry. (3) Preparation of Related Substances Gd5Ge4 Related Substances Nd5Si4 or Pr5Si4 Single Crystals The study of magnetic and electrical properties of materials in the field of chemical engineering was carried out. Crystal structure reflects the magnetic properties of different poles, and the liquefaction of water elements. 2 years from the end of the year to the beginning of the year, the results of the basic research, magnetic refrigeration and cooling system development, MPMS implementation As a result, the construction of magnetic refrigeration equipment was successful. Gd5Ge4 magnetic cooling system Gd5Ge4 magnetization measurement results, extremely good magnetic properties, cooling ability, installation test results, magnetization measurement results, cooling ability The results of the study on the determination of magnetic properties and the evaluation of magnetic freezing ability are as follows: In the early years, the crystal development was successful, and the Nd5Si4 and Pr5Si4 systems were successfully developed. The right-handed and left-handed systems were successfully developed. In the future, the magnetic physics system was developed.

项目成果

Magnetic Property of Gd5Ge4 Single Crystal under Pressure

Gd5Ge4单晶在压力下的磁性能

• DOI: 10.7566/jpscp.30.011193
• 发表时间: 2020
• 期刊: JPS Conf. Proc.
• 作者: Kaori Yokota;Miki Nakashima1;Minami Kimura;Masatomo Uehara;Jun Gouchi;Yoshiya Uwatoko; Izuru Umehara
• 通讯作者: Izuru Umehara

Multipole ordering in a Pr-based quaternary compound PrRu2Sn2Zn18

Pr 基四元化合物 PrRu2Sn2Zn18 中的多极有序

• 发表时间: 2019
• 作者: K. Wakiya;T. Komagata;Y. Sugiyama;M. Uehara;J. Gouchi;K. Matsubayashi;Y. Uwatoko;I. Umehara
• 通讯作者: I. Umehara

カゴ状化合物RRu2Zn20 (R = La, Pr)のIn置換効果

笼状化合物RRu2Zn20（R=La、Pr）的取代效应

• 发表时间: 2018
• 作者: 脇舎和平;杉山雄紀;郷地順;上床美也;上原政智;梅原出
• 通讯作者: 梅原出

超音波測定における立方晶化合物PrRu2Sn2Zn18の弾性特性

超声测量中立方化合物PrRu2Sn2Zn18的弹性特性

• 发表时间: 2019
• 作者: 成田翔矢;工藤慎也;川崎優介;中村光輝;中西良樹;脇舎和平;杉山雄紀;駒形貴裕;梅原出
• 通讯作者: 梅原出

PrRu2Sn2Zn18における四極子秩序の圧力効果

PrRu2Sn2Zn18 中四极有序的压力效应

• 发表时间: 2020
• 作者: 山本洸凪;駒形貴裕;脇舎和平;梅原出;郷地順;上床美也;松林和幸
• 通讯作者: 松林和幸