トポロジーの概念にもとづく水素液化機能性材料の開発

本研究「トポロジーの概念にもとづく水素液化機能性材料の開発」の目的は，磁気冷凍方式で水素液化を促進する物質を「トポロジー」の概念 にもとづいて開発することである．具体的には，まずは大きな磁気エントロピー変化を示すバルク物性を有する物質を開発する．空間反転・時間反転対称性のどちらも破り，磁性ワイル物質としての候補とされるRAlT (R: 希土類元素，T: Si, Ge)に着目し，NdAlGeの単結晶育成を浮遊帯域法にておこなった．レーザーを光源とした溶融帯の安定化により，50 mm の単結晶を育成できた．これらを用い，今年度は基礎となるバルク物性を詳細に評価することを目的とし，比熱，磁化率，磁化，熱膨張の測定をおこなった．比熱のシャープな転移と磁化率から磁気秩序は13.5 Kで生じ，他の転移については2 K までは見られなかった．磁化測定からc軸方向にイジング異方性を有することもわかった．熱膨張測定からは温度を下げていくと転移点以下でa軸とc軸ではそれぞれ，膨張および収縮と，異方的な振る舞いをする．これらの結果から，転移温度の一軸圧力下依存性，さらには静水圧力依存性をEhrenfest関係式から求め，姉妹物質(CeAlGe, CeAlSi)の静水圧力依存性ともよく一致していることを明らかにした．また，磁化の温度性を9 Tまで測定し，Maxwell関係式を用いて磁気エントロピー変化を求めた．イジング異方性に関連し軽希土類Nd を含む系において，5 T，9 T までの磁気エントロピー変化は，それぞれ-4.2, および-5.7 J/mol K と比較的大きな値を有する．これらのバルク物性を論文に発表した．今後，ホール効果などの物性も評価していく予定である．

本研究「トポロジーの概念にもとづく水素液化機能性材料の開発」の目的は，磁気冷凍方式で水素液化を促進する物質を「トポロジー」の概念 にもとづいて開発することである．具体的には，まずは大きな磁気エントロピー変化を示すバルク物性を有する物質を開発する．空間反転・時間反転対称性のどちらも破り，磁性ワイル物質としての候補とされるRAlT (R: 希土類元素，T: Si, Ge)に着目し，NdAlGeの単結晶育成を浮遊帯域法にておこなった．レーザーを光源とした溶融帯の安定化により，50 mm の単結晶を育成できた．これらを用い，今年度は基礎となるバルク物性を詳細に評価することを目的とし，比熱，磁化率，磁化，熱膨張の測定をおこなった．比熱のシャープな転移と磁化率から磁気秩序は13.5 Kで生じ，他の転移については2 K までは見られなかった．磁化測定からc軸方向にイジング異方性を有することもわかった．熱膨張測定からは温度を下げていくと転移点以下でa軸とc軸ではそれぞれ，膨張および収縮と，異方的な振る舞いをする．これらの結果から，転移温度の一軸圧力下依存性，さらには静水圧力依存性をEhrenfest関係式から求め，姉妹物質(CeAlGe, CeAlSi)の静水圧力依存性ともよく一致していることを明らかにした．また，磁化の温度性を9 Tまで測定し，Maxwell関係式を用いて磁気エントロピー変化を求めた．イジング異方性に関連し軽希土類Nd を含む系において，5 T，9 T までの磁気エントロピー変化は，それぞれ-4.2, および-5.7 J/mol K と比較的大きな値を有する．これらのバルク物性を論文に発表した．今後，ホール効果などの物性も評価していく予定である．