ダイヤモンドアンビルセルを用いた超高圧下遠赤外ESRによる固体酸素の研究

利用金刚石砧池在超高压下远红外 ESR 研究固体氧

基本信息

批准号：
01J00555
负责人：
木村尚次郎
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J00555/
关键词：
酸素電子スピン共鳴強磁場物性 ESR 強磁場磁性

项目摘要

これまでの分光測定からは、明らかでなかった固体酸素a相の磁気励起モードの磁場依存性を強磁場遠赤外ESR測定によって明らかにした。観測されたESRモードは、典型的な容易面型の二副格子反強磁性体のものであることがわかった。またこれまでのX-band ESR測定では大きな0磁場ギャップのため一部しか観測できていなかった酸素気相のESRスペクトルの全体を高周波強磁場ESR測定によって明らかにし、その結果がTinkhamとStrandbergが提出した酸素分子回転運動をとりいれた理論によってほぼ説明できることを示した。しかし気相で見積もられた磁気異方性の大きさが固体酸素α相でのそれと2倍程度異なっていることが問題として残った。さらに理研播磨研究所量子材料研グループが中心となってSPring8で行われた放射光を用いた固体酸素の強磁湯中でのX線回折実験に参加した。阪大旧天谷グループからダイヤモンドアンビルセルの提供を受け高圧下ESR測定を試みたが、ダイヤモンドアンビルセルの開口部が狭いことやダイヤモンドによって遠赤外光が屈折され光路が曲げられてしまうため、セルを透過する際に遠赤外光が大きく減衰してしまいこれを実現するのは非常に困難であった。レンズや電磁波を集光するためのホーンをセル直前におくなど工夫してこれを解決することを試みたが、残念ながらパルスマグネットと組み合わせた高圧下強磁場ESR測定を可能とするにはいたらなかった。

先前的光谱测量结果揭示了固体氧A相的磁激发模式的磁场依赖性，而强磁场远红外ESR测量值不清楚。发现观察到的ESR模式为典型的易于表面的两种式抗铁磁铁。此外，氧气相的整个ESR光谱仅由于先前X频段ESR测量值的零视野间隙而被部分观察到，高频强磁场ESR测量结果揭示了，这表明结果可以通过Tinkham和Strandberg提出的理论来大致解释结果。但是，问题仍然是，在气相中估计的磁各向异性的大小约为固体氧α相的两倍。此外，Riken Harima研究所的量子材料研究小组在春季8的X射线衍射实验中使用了同步辐射在固体氧气的强磁表面中进行的X射线衍射实验。随着前大阪大学的前Amaya组提供的钻石砧细胞，我们尝试在高压下进行ESR测量，但是由于钻石砧细胞的打开狭窄，并且钻石折射远红外光线，光学路径是弯曲的，因此，远红外光线在通过细胞时会极大地减弱，从而实现这一目标。我们试图通过制作镜头或角来在细胞前收集电磁波来解决此问题，但不幸的是，不可能与脉冲磁体结合使用高压高压强磁场ESR。