research


我々は実験系の研究グループです。
物性物理学は多様な物質現象の中から新たな物理の基本法則を見つけ出すことを目指す学問です。
通常は熱散乱のベールに隠されている量子力学的な基底状態を、
極低温環境下における物性測定で詳らかにするべく、日々研究を続けています。
ここでは現在進行中の研究テーマと、実験手法・技術についてご紹介します。


研究内容

 5f 電子系の磁性と超伝導
   URu2Si2における隠れた秩序と微弱反強磁性
   重い電子系超伝導体UPt3における極低温磁化測定
   重い電子系超伝導体UBe13の超伝導混合状態における磁気特性
   112希薄系における局所的非フェルミ液体異常
 4f 電子系の磁性と超伝導
   EuIn2P2における磁場中比熱測定
   磁場に鈍感な重い電子系スクッテルダイト化合物 SmOs4Sb12 のラットリング
   (ラットリングを示す充填スクッテルダイト化合物の磁性と超伝導)
   TmM2Si2(M: 遷移金属)系の磁性
   非フェルミ液体的振る舞いを示す YbRh2Si2 の極低温磁性


研究手法/実験装置(一覧)

極低温基礎物性測定
   キャパシタンス式極低温精密磁力計を用いた磁化測定(100μW希釈冷凍機)
   SQUID磁束計による磁化測定、交流磁化率測定
   緩和法比熱測定(HELIOX)
   電気抵抗測定(Handmade希釈冷凍機)
 高圧下物性測定
   インデンターセルによる高圧下電気抵抗・AC磁化測定
   MPMS用インデンター&ピストンシリンダセルによる静水圧下DC磁化測定
   ピストンシリンダセル断熱法比熱測定
 超音波物性測定
   位相比較法(ヘテロダイン検波)を用いた弾性定数測定
   蒸着装置&ネットワークアナライザ(超音波圧電素子制作)
微視的測定
   中性子散乱実験
   共鳴X線散乱実験
   ミュオンスピン回転・緩和・共鳴(muSR)実験
物質合成
   テトラアーク炉によるチョクラルスキー法単結晶試料育成
   プラズマジェット炉による多結晶試料育成
   フラックス法による単結晶試料育成
   放電加工機
   物質評価(X線構造解析・EPMA等)




[TOPICS] 112希薄系における局所的非フェルミ液体異常

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[Method] 超音波電子物性測定

 

図1 さまざまな極限環境(極低温・強磁場・高圧力)における物質中の電子の挙動を、超音波を使って調べています。

 

Q 電気四極子(でんきしきょくし)って何ですか?
A 原子の持つ異方的な電荷分布を表す物理量です。
 

  元素は原子核と電子から構成されており、電子は原子核の周りを公転運動しています。元素は固体中や水溶液中に入るとイオン化し、最も外側を回る電子をいくつか放出します。残りの電子は原子核に束縛されており、特に金属化合物を構成するような原子番号の大きな(電子を沢山持った)元素の持つ電子は原子核の周りに球状の電子雲を形成しています。その球状電子分布は、数学的にさまざまな形の電荷分布の重ね合わせとして理解できます。これを専門的に表現すると「イオンが持つ局在電子の異方的な静電ポテンシャルを高次展開する」となります。対称性を保つために、その次数は2・4・8・16…と2の指数になります。電気四極子(electric quadrupole クアドゥルポール)とは、そのうちの蝶のような形をした二次の成分で、電子の軌道自由度に由来する二階のテンソル量として表現されます。

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