Developments of neutron scattering, NMR, and thermal conductivity measurement techniques for the investigations of quantum phases in high magnetic fields

用于研究高磁场中量子相的中子散射、核磁共振和热导率测量技术的发展

• 批准号: 22H00104
• 负责人: 小濱 芳允
• 金额: $ 23.21万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00104/
• 关键词: 新奇量子相; 準粒子励起; 中性子回折; NMR; 熱伝導; 強磁場; 中性子; 核磁気共鳴; 熱測定; 量子相

本研究の最終目標は，『新たな量子相の開拓とその機能性の解明』である。既存の枠組みを超える新奇量子相の開拓のため，本研究では多くの物質において電子同士の相互作用エネルギーに比べゼーマンエネルギーが支配的となる『50テスラ級強磁場』での研究を進める．具体的には研究代表者らが保有する『安定化超ロングパルス磁場』という最先端の独自技術に、１．中性子回折，２．核磁気共鳴そして３．熱伝導・熱ホール測定といった先端的な測定技術を組み合わせる．特に後に続く物性実験に先立って，2022年度はこの３つの開発を主目的とした．その結果，１の中性子回折実験についてはロングパルス磁場下でのラウエ中性子回折に世界で初めて成功した．これまで７Ｔであった日本でのラウエ中性子回折実験の最高磁場を１５Ｔまで拡張させることに成功した．２の核磁気共鳴については、2021年度に報告したパルス磁場下での初めてのスピン・格子緩和時間測定を拡張させたスピン・スピン緩和時間測定に成功した．この手法についても論文化した．さらなる測定技術の拡大のために，核磁気共鳴測定のロングパルス磁場への応用実験も進んでいる．３の熱伝導・熱ホール効果の開発については，世界で初めてパルス磁場下の熱伝導測定に成功した．これは熱測定およびパルス磁場の研究の歴史の中で重要な開発になったと思われるが，一方で熱ホール効果をパルス磁場下で測定する難しさも認識した．以上のように計画初年度における目標であった，中性子回折，核磁気共鳴，熱伝導・熱ホール測定の３つについて実験技術の開発を進めた．パルス磁場下熱ホール測定が困難であること以外は，それ以外の開発は成功したと評価できる．

The <s:1> ultimate goal of this study, "new たな quantum phase <e:1> to open up とそ <s:1> functional <e:1> interpretation" である. Existing の 枠 group み を super え る novel quantum phase の pioneering の た め, this study で は more く の material に お い て electron interaction with people の エ ネ ル ギ ー に than べ ゼ ー マ ン エ ネ ル ギ ー が と dominated な る "テ 50 ス ラ level strong magnetic field" で を の research into め る. Specific に は research representatives ら が retain す る "stabilization super ロ ン グ パ ル ス magnetic field" と い う most apex の technology に, 1 alone. Moderate temperamity, 2 Nuclear magnetic resonance そ て て3. The advanced な measurement techniques of thermal 伝 conductance · thermal ホ ホ ホ み determination と った った を combination み わせる. After the に, the に続く physical property experiment に was established って, and in 2022, the <s:1> と <s:1> <s:1> 3 に続く development を was carried out with the main purpose of と た た. そ の results, 1 の temper inflexion be 験 に つ い て は ロ ン グ パ ル ス magnetic field で の ラ ウ エ temper in inflexion に め the early で て successful し た. こ れ ま で 7 t で あ っ た Japan で の ラ ウ エ temper of inflexion be 験 の highest magnetic field を 15 t ま で company, zhang さ せ る こ と に successful し た. 2 の nuclear magnetic 気 resonance に つ い て は, 2021 annual report に し た パ ル ス magnetic field で の early め て の ス ピ ン time determination, grid を company, zhang さ せ た ス ピ ン · ス ピ ン time determination に successful し た. The <s:1> technique に に に て て に on culture た. さ ら な る の measurement technology company, big の た め に, nuclear magnetic 気 resonance determination の ロ ン グ パ ル ス magnetic へ の 応 with be 験 も into ん で い る. 3 の 伝 heat conductivity, thermal ホ ー ル unseen fruit の open 発 に つ い て は, the early で め て パ ル ス の hot 伝 guide under magnetic field measurement に successful し た. こ れ は thermal measurement お よ び パ ル の の ス magnetic field research history of の で important な 発 に な っ た と think わ れ る が, one party で hot ホ ー ル unseen fruit を パ ル ス で under magnetic field measurement す る difficult し さ も know し た. Above の よ う に plan at the beginning of the annual に お け る target で あ っ た, temper back in the fold, nuclear magnetic 気 resonance, hot 伝 guide, hot ホ ー ル determination の 3 つ に つ い て be 験 technology の open 発 を into め た. パ ル ス magnetic field heat ホ ー ル determination が difficult で あ る こ と は, そ れ outside の open 発 は successful し た と review 価 で き る.

项目成果

物性研究所・小濱研究室ホームページ

固体物理研究所/奥巴马实验室主页

45Sc, 55Mn, 26Al-NMR測定によるカゴメ遍歴磁性体Sc3Mn3Al5Si7の磁気基底状態の研究

通过45Sc、55Mn、26Al-NMR测量研究Kagome流动磁性材料Sc3Mn3Al5Si7的磁基态

• 发表时间: 2023
• 作者: 井原慶彦、Ramender Sharma Kumar;坂爪壱星、日吉竜冴、下橋正和
• 通讯作者: 坂爪壱星、日吉竜冴、下橋正和

Time-resolved measurements in pulsed magnetic fields

• DOI: 10.1063/5.0093985
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Y. Kohama;T. Nomura;S. Zherlitsyn;Y. Ihara

小濱研究室ホームページ

奥巴马实验室主页

ロングパルス磁場発生装置

长脉冲磁场发生器

• 发表时间: 2023