中性子散乱用ハイブリッドアンビル技術の開発と応用

Development of hybrid-anvil technique and its application to magnetic neutron scattering studies

長壁 豊隆  

Osakabe, Toyotaka

中性子磁気散乱は物質の磁気状態を微視的に直接観測できる有力な実験手段である。しかしながら、低温高圧力下の中性子磁気散乱では、現状はピストンシリンダ式高圧力装置を用いた3GPa以下の実験がほとんどである。われわれは3GPa以上での単結晶中性子磁気回折実験を実現するためサファイアアンビル技術の開発を行ってきた。最近、圧縮強度がサファイアと同程度で抗折力や破壊靭性に優れる超硬(WC)とサファイアとを組合せたハイブリッドアンビルを採用し、液体ヘリウム温度まで冷却可能な小型セルと組合せ、最高7GPaの圧力を発生させ、実際に6.2GPaでの磁気散乱実験に成功した。また、圧力発生技術開発と平行して圧力下の単結晶回折実験に最適な圧力媒体の探索を行った結果、グリセリン媒体が7GPaにおいてもほぼ静水圧に近い圧力を伝達することを発見した。これらの技術要素を用いて、充填スクッテルダイト化合物PrFeP及び価数転移物質YbInCuについて、単結晶回折実験を行った。前者については2.4GPa以上で存在する圧力誘起絶縁相がPrあたり約2の反強磁性秩序相であることを発見し、また、後者については4GPa及び6.2GPaにおいて圧力誘起強磁性秩序を発見した。

no abstracts in English