非金属顕微鏡によるパルス強磁場下の物性研究

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この研究の問題意識の背景には、"今までの物性研究に於て結晶を原子やイオンにまで分解した時それらが示す性質、いわゆる局所的性質の研究がかなり進んでいるのに対して、逆に原子が集まった時にどのような特異な性質を示すかについての一般的な理解の方法については、平均場 又はそれに類する近似程度にしか進んでいない"と言う事がある。これに対して我々はミクロン領域では数万個の原子集団がある種の機能や集団としての特異性(例えば最小の生命体や強磁性体中のdomainの発生等)を持つ事に注目した。本研究では極限状態の一つである強磁場のもとで、各種のマクロなもの、独特な現象の直視観測とその解析が中心となる。研究はこの補助金を基に行われ次のような研究成果が得られた。(1)非金属顕微鏡の開発:パルス磁場下では金属が大きな変形を受ける。それを避けるための非金属材料を使った顕微鏡の開発をおこなった。分解能は10μmである。(2)磁場誘起マルテンサイト変態とフラクタル次元:フラクタル次元を解析する事により強磁場によって生じる変態が無秩序に各場所で成長するのでも、ある場所から拡散的に拡がるのでも無く両者の中間である事が分かった。(3)磁気流体の強磁場下の観測:液体酸素は通常の磁気流体である磁性粉を混ぜた流体ではなく本質的に磁気を帯びた分子の流体である。そのため量子効果を反映したマクロな現象である磁気体積効果が液体酸素で非常に大きく観測された。(4)磁気光効果:磁気光効果の典型的なionである【Cr^(3+)】を使って試料中の各場所でのスペクトルの違いから磁場中で起こるinhomogeneousな現象を観測するための基礎研究を行った。YbCr【O_3】の強磁場分光や新しいlaser材料として注目を浴びているアレキサンドライトの異方的吸収、分散の差により起こる強磁場下の試料の各場所でのスペクトル変化等である。