強磁場を使ってハルデン磁性体を実証

<plone.namedfile.file.NamedBlobImage object at 0x7f1774779890 oid 0x1548d in <Connection at 7f1869f4bca0>>

2014-11-13

{'items': [{'description': {'blocks': [{'key': '5g9q9', 'text': '単層カーボンナノチューブ（SWCNT：Single-Walled Carbon Nanotube）:', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': '6foc5', 'text': 'カーボンナノチューブ(CNT)は炭素原子のみからなる一次元性のナノ炭素材料です。その化学構造はグラファイト層(1層のものはグラフェンと呼ばれる)を丸めてつなぎ合わせたもので表され、層の数が1枚だけのものを単層カーボンナノチューブ(SWCNT)と呼び、グラファイト層の巻き方（らせん度）に依存して電子構造が金属的になったり半導体的になったりします。SWCNTの構造（直径とらせん構造）は2つの整数の組（m, n）によって指定されます。これをSWCNTの指数と呼びます。典型的なSWCNTの大きさは、直径が0.4～3nm、長さがおよそ0.1～数10μmです。本研究では、直径が0.75nm程度の(6,5)SWCNTを40%程度含んだ精製試料を用いました。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term1', 'term': '単層カーボンナノチューブ(SWCNT) '}, {'description': {'blocks': [{'key': '59scf', 'text': '超伝導と同様な量子効果により、磁石としての性質が消失してしまう磁性体', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term2', 'term': 'ハルデン磁性体'}, {'description': {'blocks': [{'key': '1n9v5', 'text': '原子同士には適当な力が働いていますが、この力のもとで古典的なニュートンの運動方程式を使って原子の運動を追跡する方法です。本研究では、SWCNT内部に酸素分子を入れて、酸素分子の運動を求めました。高温から温度を下げると分子の熱運動が小さくなり、最も安定な構造に向かいます。下図のように、様々なSWCNT内の酸素分子の最安定構造が得られました。(K. Hanami et al., J. Phys. Soc. Jpn. 79, 023601 (2010).) 細いSWCNTではダンベルの様な形の酸素分子が長手方向をそろえて1列に配列(一次元配列)することが分かりました。本研究では、この一次元配列の酸素分子を調べました。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term3', 'term': '古典分子動力学計算'}, {'description': {'blocks': [{'key': '6pr6g', 'text': '原子や分子はスピンSと呼ばれる物理量をもちます。Sは大きさと方向があり、この大きさは、整数(S=0, 1など)か半整数(S=1/2など)かのどちらかです。ほとんどの安定な分子はS=0ですが、本研究で用いた酸素分子は、地上のどこにでも存在するS=1の珍しい磁性分子です。このようなSが0でない分子を一列に配列(1次元配列)させるとどのような状態になるでしょうか。隣同士が同じ向きをとる傾向がある場合は、全体として向きが揃った状態になろうとします。このとき完全に向きが揃うと、全体が大きな磁石として振る舞い、強磁性状態と呼ばれます。一方、反対向きに揃いたがる傾向がある場合は、交互に向きが反転した反強磁性状態となります。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term5', 'term': 'ハルデン状態'}, {'description': {'blocks': [{'key': '20fup', 'text': ' パルス強磁場磁化測定：', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': '2373a', 'text': 'コイルに電流を流すと磁石と同様に磁場を発生させることができます。強い（高い）磁場を発生させるには、電流をたくさん流せばいいのですが、コイルは発熱して壊れてしまいます。そこで、発熱する時間を短くするために短い時間だけパルス状に磁場を発生させたものがパルス磁場です。磁場中で、物質中のスピン（小さな磁石に対応する）が磁場の方向に揃っていく様子を観測するのが磁化測定と言われるものです。ハルデン磁性体の磁化はある磁場まで磁化がほぼ零で、それ以上の磁場でほぼ直線的に増加することが予想されていましたが、本測定試料ではそのような磁化が観測されました。（右図の実線は実験結果、破線はハルデン磁性体の磁化を計算したもの） ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': 'hhhf', 'text': ' ところが、米国のハルデン(F. D. M. Haldane)は、反対向きに向きたがる傾向がある場合、Ｓが整数か半整数かで全く異なった状態になると予想しました(1983年)。特にS=1では、全体でスピンは大きさを完全に消失してしまいます（非磁性状態）。この状態をハルデン状態、このような系をハルデン磁性体と呼んでいます。ハルデン状態は現在Valence Bond Solid（VBS)の描像で理解されています。それは酸素分子のS = 1を2つのS = 1/2スピンの合成と考え、そのS = 1/2のスピンが隣同士で結合して消失している、というものです（下図）。ハルデン状態は三次元結晶内部でニッケルイオン(S=1)などが鎖状になった化合物で確認されていますが、酸素分子のハルデン状態は本研究によりはじめて実現しました。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'cj5j3', 'term': 'パルス強磁場装置'}]}

['sci']

['萩原政幸']