低温NMR用6GPa級高圧セルの開発

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本研究課題では小型・非磁性・大容量のNMR用高圧セルの開発を目的とした.従来用いられるピストンシリンダー型圧力セルは試料容積が100mm^3と大きいが,到達圧力が約3GPa程度と低い.より高圧用に設計されたインデンター型高圧セルは到達圧力が4.5GPaと高くなるが,試料容積が2mm^3と非常に小さい.そこで,インデンター型高圧セルの大型化のため改良を行った結果,現状で12mm^3の試料容積を持ち到達圧力が4.1GPa以上の高圧セルの開発に成功した.具体的には低荷重での圧力発生効率を上げるためインデンターのアンビル角を90度から60度に変更している.この新型セルを希釈冷凍機に取り付け,重い電子系超伝導体CeCu_2Si_2の高圧下NQR測定を行った.大きな試料容積を反映して,従来のインデンター型圧カセルの使用時に比べて大幅なS/N比の向上が見られ,非常に質の高いデータを得ることに成功した.CeCu_2Si_2の高圧下超伝導の起源は従来の磁気揺らぎではなくCeの価数揺らぎであるとの理論的示唆があるが,本測定により高圧の超伝導状態がラインノードの超伝導ギャップを持つことが明らかになった.(K.Fujiwara et aL,論文投稿準備中)今後,アンビル角の調整により更なる性能の向上も期待できる.また,従来のインデンター型高圧セルでのNMR/NQR測定は信号が小さいため,限られた試料でしか測定出来ずあまり汎用的では無かったが,新型セルを用いることによって多くの試料での3GPa以上でのNMR/NQR測定が可能になると期待できる.