緩和法を用いた圧力中比熱測定による重い電子系超伝導体の物性研究

弛豫法测量压力比热研究重电子超导体的物理性质

• 批准号: 16740201
• 负责人: 西郡 至誠
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740201/
• 关键词: 圧力中比熱; 重い電子系超伝導体; 磁気相転移; 重い電子系化合物; 圧力誘起超伝導; 比熱; 圧力; 熱伝導率

緩和法による圧力比熱測定は、圧力媒体中の試料を直接加熱した時の温度変化を試料の複数の点で測定し、その結果を3次元の熱伝達を数値解析的にシミュレートした結果と比較することによって、試料,圧力媒体の比熱,熱伝導率を求める新しい手法である。本年度は、まず昨年に引き続いて本測定法の精度の向上に努めた。具体的には、ヒーターおよび試料を整形する際の精度を高める事、シミュレーションに使用する解析モデルの改良とパラメータ決定手法の最適化を行った。この手法を重い電子系超伝導体CeRh_2Si_2に適用し、13〜40Kの温度範囲,0〜9GPaの圧力範囲で測定を行なうことにより比熱と熱伝導率の圧力依存性の観測に成功した。反強磁性転移における比熱異常の圧力変化を詳細に観測した結果、転移点の圧力依存性が既知の電気抵抗率によって得られた圧力相図と一致することを示す事ができた。また、絶対値に関しても誤差を安定して10%以下に抑えることに成功した。さらに絶対値の精度を上げる為に、ノイズの低減と温度測定の応答性を高める事,熱伝導率の小さい圧力媒体の探索に努めている。これらの研究で培った技術を応用して熱電能の測定も試行した。低温領域で圧力下での絶対熱起電力の標準物質が無いため、重い電子系化合物の熱電能測定では相対変化を観測するに留まっているが、熱電能の大きなBiTe系熱電材料で試行した結果では正しく圧力依存性を評価する事に成功した。重い電子系超伝導体への新たな展開としては、極最近1〜2GPaの高圧下で超伝導を示す事が発見されたCeRhSi_3とその関連物質CeIrSi_3,CeRhGe_3,CeIrGe_3の試料を作成し、基本的な物性の圧力依存性を調べる研究に着手している。

压力比热测量采用松弛法测量在压力介质中直接加热样品时样品上多个点的温度变化，并将结果与​​三维传热的数值模拟结果进行比较，这是一种新的方法。确定样品和压力介质的比热和导热率。今年，继去年之后，我们致力于提高这种测量方法的准确性。具体来说，我们提高了加热器和样品成形的精度，改进了用于模拟的分析模型，并优化了参数确定方法。通过将该方法应用于重电子基超导体CeRh_2Si_2，并在13至40 K的温度范围和0至9 GPa的压力范围内进行测量，我们成功地观察到了比热和导热系数的压力依赖性。通过详细观察反铁磁转变过程中比热异常的压力变化，我们能够表明转变点的压力依赖性与从已知电阻率获得的压力相图一致。此外，我们成功地将绝对值的误差稳定地抑制在10%以下。此外，为了提高绝对值的精度，我们正在努力降低噪音，提高温度测量的响应性，并寻找低导热率的压力介质。我们还尝试通过应用这些研究中培养的技术来测量热电势。由于低温区压力下的绝对热电动势没有标准材料，重电子化合物的热电势测量只能观察到相对变化，但使用大热电势的BiTe基热电材料的试验结果我们成功地正确评估了压力依赖性。作为重电子超导体的新进展，我们制备了CeRhSi_3及其相关物质CeIrSi_3、CeRhGe_3和CeIrGe_3的样品，最近发现它们在1至2 GPa的高压下表现出超导性，我们已经开始研究这些物质。物理特性的压力依赖性。