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物理科学科

磁性実験研究室

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金属間化合物の磁性

主に希土類金属と遷移金属との金属間化合物を合成して、その特性を磁化測定、核磁気共鳴測定、メスバウアー効果測定、電気抵抗測定等の手法を用いて研究している。これらの物質は強力磁石等の磁性材料として注目されていて、その基本となる磁気的性質を調べていくことは、さらに有用な磁性材料を設計する上で大きな ヒントを与えてくれる。

磁性と超伝導の研究

超伝導体にある一定以上の磁場を加えると、超伝導状態は壊れる。このことから磁性と超伝導は、共存しないものだと考えられてきた。しかし近年は、高温超伝導体や重い電子系超伝導体の発見により、磁気的な性質が、超伝導状態に深く関係していることが分かってきている。磁性と超伝導のかかわりを調べることは 超伝導のメカニズムを解明する上でも重要な研究である。

サンプル作成

高周波電気炉、トリアーク炉、アニール炉 などを用いてサンプルを育成している。サンプル評価はX線回折装置により行っている。

色々な物性測定

磁性を研究する上で最も基本的な測定は磁化測定である。試料の磁化の大きさを外部磁場、温度などをパラメータとして測定する。一般には磁気天秤、振動試料型磁力計(VSM)、超電導量子干渉計(SQUID)などの装置を用いるが、理学部にはVSMがあり、0~10 T(テスラ)、4~1000 K(ケルビン)の環境で実験可能となっている。  磁化測定により試料全体の磁化の大きさ、キュリー温度(磁石になる温度。磁石はある温度以上になると磁石でなくなる)等がわかるが、金属間化合物の場合、結晶学的に環境が異なる位置が存在するため、各位置での電子状態を知る必要がある。電子が作る磁気モーメントの総和が磁石の大きさになるからである。 微視的測定として、中性子線回折、核磁気共鳴(NMR)、メスバウアー効果測定等があり、理学部ではNMRおよびメスバウアー効果測定を行っている。

圧力下での測定

物質に圧力を加えると、原子間距離が縮み、電子の相互作用が変化する。これによって、物質の磁性を変化させてやると、様々な興味深い現象が現れる。近年は重い電子系物質での圧力誘起超伝導(圧力をかけると超伝導状態になる現象)などが話題である。 各種圧力セルを用い、圧力下での電気抵抗測定および磁化率測定を行っている。