低温NMR用6GPa級高圧セルの開発

低温NMR用6GPa级高压单元的开发

基本信息

批准号：
18740206
负责人：
小手川恒
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740206/
关键词：
高圧セル核磁気共鳴 NMR 低温

项目摘要

本研究課題では小型・非磁性・大容量のNMR用高圧セルの開発を目的とした.従来用いられるピストンシリンダー型圧力セルは試料容積が100mm^3と大きいが,到達圧力が約3GPa程度と低い.より高圧用に設計されたインデンター型高圧セルは到達圧力が4.5GPaと高くなるが,試料容積が2mm^3と非常に小さい.そこで,インデンター型高圧セルの大型化のため改良を行った結果,現状で12mm^3の試料容積を持ち到達圧力が4.1GPa以上の高圧セルの開発に成功した.具体的には低荷重での圧力発生効率を上げるためインデンターのアンビル角を90度から60度に変更している.この新型セルを希釈冷凍機に取り付け,重い電子系超伝導体CeCu_2Si_2の高圧下NQR測定を行った.大きな試料容積を反映して,従来のインデンター型圧カセルの使用時に比べて大幅なS/N比の向上が見られ,非常に質の高いデータを得ることに成功した.CeCu_2Si_2の高圧下超伝導の起源は従来の磁気揺らぎではなくCeの価数揺らぎであるとの理論的示唆があるが,本測定により高圧の超伝導状態がラインノードの超伝導ギャップを持つことが明らかになった.(K.Fujiwara et aL,論文投稿準備中)今後,アンビル角の調整により更なる性能の向上も期待できる.また,従来のインデンター型高圧セルでのNMR/NQR測定は信号が小さいため,限られた試料でしか測定出来ずあまり汎用的では無かったが,新型セルを用いることによって多くの試料での3GPa以上でのNMR/NQR測定が可能になると期待できる.

本研究项目的目的是开发一种用于核磁共振的小型、非磁性、大容量高压单元。常规使用的活塞缸式压力单元的样品体积为100 mm^3，但极限压力压力较低，约为3 GPa。专为更高压力而设计的压头式高压单元，极限压力为4.5 GPa。但样品体积很小，为2 mm^3。因此，经过改进，使压头式高压池变得更大，目前样品体积为12 mm^3，极限压力为4.1 GPa我们已经成功开发了高压单元。具体来说，我们开发了压头单元以提高低负载下的压力产生效率。将样品池的砧角从90度改为60度。这种新型样品池安装在稀释制冷机中，在高压下对重电子超导体CeCu_2Si_2进行NQR测量，信噪比得到显着改善。与使用压头式压力室相比，效果非常好我们成功地获得了高质量的数据。有一种理论认为CeCu_2Si_2中高压超导的起源不是常规的磁涨落而是Ce的价态涨落，但这次测量表明高压超导状态具有已揭示出存在线路节点超导间隙。(K.Fujiwara未来，我们可以通过调整砧座角度来期待进一步的性能改进。此外，由于使用传统压头式高压池进行 NMR/NQR 测量时信号较小，因此只能使用有限数量的样品进行 NMR/ NQR 测量然而，通过使用新的单元，预计许多样品将可以在 3 GPa 或更高的压力下进行 NMR/NQR 测量。