Title 名古屋大学物理学教室(教室紹介III) Author(s) Citation Issue Date URL 物性研究 (1977), 27(6): 237-243 1977-03-20 http://hdl.handle.net/2433/89328 Right Type Textversion Others publisher Kyoto University 教室紹介 皿 教 室 紹 介 Ⅱ 名古屋大学物理 学教 室 当教室 では,講座制ではな く研究 の基礎 単位 として研究室 があ り,そ の構成 は様 々で す ｡また,研究室 が研究分野 の違 いか ら,物性 ,素粒子原子核 ,宇宙 ,生物 の 4ブ ロッ クと,物理 の理論 は 1つ とい う立場 か ら理論 ブロックの計 5つ のブ ロックに参加 し,研 究計画 とかそ の他諸々の事 を議論す る単位 とな っています ｡ ここでは,物性 ブ ロックに属す る, D,L,M,S. の 4研究 室にお願 い して,研究室 を紹介 して もらいま した｡ D 研 究 室 構成 メンバー は神谷芳弘 (助教授 ),和田伸彦 (助手 ),中井帝 男 (助手 )の三者 で ある｡ 研究分野 は電子 回折 (神谷 ,中井 )と微粒子 (和 田 )の二つに大別 され るが,後 者 も重 要な研究手段 として電子顕微鏡 ,電子回折 を共通 してお り,お互 に密接な関係 に ある｡ 教養部物理教室 の結晶回折 グループ (飼沼芳郎教授 ,柏瀬和司助教授 ,小木曾基式助 辛 )とは定期的 にコロキ ウムを持 ち研究協力 を行 っている｡ 当研究室 にお ける電子 回折 の研究 は主 として結晶による高速電子線 の回折現象 ,特 に 非弾性散乱 を含 む回折現象 を取 り扱 っている｡ i ) 多重非弾性散乱及 びそれ による電子頑微鏡 像 i i ) 菊池パ ター ン (非弾性散乱電子 の回折 パ ター ン ) i i i ) 電子線 の散乱吸収 等 に関す る研究 である｡ X 線及 び中性子線 回折 と比較 して電子 線 は,多重散乱効果及 び非弾性散乱効果が強 く,複雑かつ特異 な回折現象 を示す ｡ しか し, 電子顕微鏡 を手段 とす る詳細 な実験 によ り,徐 々に複雑 な現象 も解 明 されつつ ある ｡ 微粒子 の研究 は次 の二点に重点がおかれてい る｡ i ) 微粒子 の作製及 び生成過産 の研究 微粒子は真空蒸 発 ,ガス中蒸 発法 によ り作製 され るが,蒸発原子か ら出来 る結晶 の - 2 37 - 教 室紹介 皿 核 生成 をマス ･フィルター (スペ ク トル ･メーター ),極低温電子 回折 によ り調べ る ｡ I l i ) 微粒子 の形態 ,構造 の研究 真空蒸発 ,ガス中蒸発法 によ り作 られ た微粒子 の形態 ,構造 を電子顕微鏡 , 電 子 固 折 , X線 回折 を用 いて調べる ｡ 数百 オングス トローム以下 の微粒子 に な る と,そ の 形態 ,構造 はバル クの場合 と比較 して大変異 っている,これ らを他 の諸物性 との 関 係 にお いて究明す る｡ L 研 究 (文責 中井 ) 室 研究室 の名前 は L ew Te mp e r a t ur eの頭文字 か らとった ものですが ,極 低温領域 にお け a r i e t y る固体物性 を磁気共鳴及 びそ の他 の方法 を用 いて研究 しています ｡研究 テーマは v に富んでいて,ほぼ 4つの グ′ レ-プか ら成 り立 っていますが,各 グ/ レ-プは互いに密接な 連繋 を保 ちなが ら研究 を進 めています ｡ 以下 に各 グループの内容 を紹介 します ｡ o層状化合物 にっいての研究 TaS2 等 の層状化合物 に有機物 (ピリジン等 )を挿 入す ることによって二次元的性質が 増す ことが知 られてい る｡これ らの物質 の異方性 を SQUID を用 いて第一 ･第二臨界磁 uc t u a t i o nが期待 できるのでそれ も測定中である｡ 場 か ら調べてい る ｡ また,二 次元的 Fl 最近 これ らの物質で CDW が観測 され ているので CDW と超電導 との関連 について興味 を もっている｡ (吉岡,相原 ,立桧 ) o金属 ･半金属微粒子 におけるサイズ効果 の研究 微粒子 のグ′ レ-プは,名城大工 ,上 田研 ,名大工学部応用物理 ,教養 部物理及 び物理 D 研究室 の微粒子研究 グループ と協力 して金属 ･半金属 の微粒子 のサイズ効果 に と り組 んでいる ｡ 微粒子 の物性 の うち,比較的 よ く調べ られている伝導電子 の エ ネ ル ギー の離 散的 レベルの効果 と同時に表 面 の存 在に起因す る効果即 ち伝導電子 の散乱 ,フォノンの ソ フ ト化,その結果 としての超伝導遷移 の変化等 に研究 の 目標 をおいている｡そ のため現在 は金属 ,半金属微粒子の核磁気共鳴 ,電子スピン共鳴 ､電気伝導度 の測定等 の実験 を行 っ ている ｡ (藤 田,渋谷 ,大島 ) - 23 8- 教 室紹介 皿 o銀ノ､ライ ド中 の 自縄 自縛 正孔 の EPRによる研究 自縄 自縛 正孔 はアルカ リノ､ライ ドにお いて V K中心 , AgCeでは AZ 'ヰ心 と して存 在 す るこ とが知 られ てい る o Lか LAgBrにお いて 正孔 はポー ラ ロン型 にな っている . 混晶系 AgBrl_x Cex において正孔 が 自縄 自縛型 か らポー ラ ロン型- どのよ うに移 って い くか, EPRの手段 を使 って ミクロに調べている｡混晶中の 自縄 自縛正孔 は孤立 した (AgCB 6)4-, ( AgBrCB5 ) 4, (AgBr 2c c4) 4, ( AgB, 6) 4 1などの錯体 を形成する が Brの濃度 が増 す に したが って孤立 した状態 でな くな って くるよ うに思 われ る ｡ (林 ,山家 ) oイオ ン結晶中 の磁性 不純物 中心 の電子状態 ( ENDORによる研究 ) イオ ン結晶中に遷移金属等 の不対 電子 をもつ イオ ンを dopeして磁 性 不純物 中心 をつ く り,そ の電子状態 を磁気共鳴 を用 いて調べてい る｡特 に, EPRでは得 られ ないよ う 電子核磁 気二重共鳴 )によ って観測 して ,局在電子状態 を明 な精密 な情報 を ENDOR( 確 にす るこ とに ウエイ トを置 いてい る｡イオン結 晶 と呼ばれ る物 質 で も,幾分か の共有 c ha ni s m自体 を 結合性 をもっている訳 で,それ を定量化 してい くためには共有結合 の me とらえる必要 があ り,そ のためのステ ップ として最隣接以遠 も含 めた中心周辺 の核 にお け る不対 電子 ス ピン密度 を超微細相互作用 か ら解折 し,多様 な現象 を統一的 に確立 して い くこ とを目指 してい る｡ (宝来 ,荒川 ,青木 ,竹 内,吉 田 ) 金 属 ･磁 性 研 究 室 1966年 7月 ,広 く固体物性 を総合 的 に把握す るた めの実験研究室 として誕生 した｡ そ の頃 の研究計画 の記録 による と,サブ タイ ト/ レとして "磁性 と超伝導 "が掲 げ られて いて ,この相反 す る二 つ の多体効果 のか らみあいが, どのよ うな興 味 ある物性 を示 す で あ ろ うか と, うた ってい る｡ しか し,目指す ところは固体物理学 の総合的把握 であるか ら,研究計画 も設備計 画 も,新 しい固体物理 の総合 的 な実験研究室 として長期的 な展望 に立 って計 画 され運営 された ｡ 現在 ,進行中 の研究 テーマ も大 き く磁性 分野 と超伝導 ,低温分野 に分け られ る｡ 弱 い強磁性体 にお けるス ピンのゆ らぎの実験的研究 は, ZrZn2の核磁気共鳴 と緩和 , Sc3 I nの核磁気共鳴 と緩和 ,輸送 現象 (電気抵抗 ,磁 気抵 抗 ,熱伝導度 ,比熱等 )に l _X Mo xについて･ 比 熱 に つ いて殆 ん どの測定 を終了 した｡弱 い反強磁性体 では, Cr -239- 教室紹介 且 及 ぼす ス ピンのゆ らぎの効果 を明 らかに した｡これ らの実験研究 は,守谷 グルー プ との 協力 が大 き く,ス ピンのゆ らぎの理論 の進歩 に大 き く寄与 した もの と自負 している｡ 強磁性体 の内部磁場や ,環境効果 を核磁気共鳴や穏和 を用いて測 定す る実験 も Col_X AβXにつ いて進行中であるo 磁性半導体 CrSx の磁性 と電気伝導 については,単結晶 の作成 によってその磁気構造 tのy 4 .乗則 を を明 らかに した. さらに電気伝導 につ いて も,ホ ッピング伝導 による Mot 支持す る結果 を得 てい る｡ホ ッピング伝導 であるこ との実験的 な傍証 も得ている｡ Cr02 の単結晶 の作成 も進行中であるか ら,近 い将来 に興味 ある結果 が期待 され る o 超 伝導体 については,第 2種超伝導体 の核磁気緩和 の研究 が続 け られている｡現在 , A 3A PG 超伝導体 における磁性 不純物効果 を緩和 を通 して纏 えよ うと試み , La3 DGd,La についての実験 を終 り,そ の理論的 な基礎 づけ も殆ん ど終 った段階 で,その集大成 をも くろんでいる｡ 磁性 不純物 を含む超伝導体 の研究 では,主 として長 岡 グルー プ との協力 の もとに, La3 ABGd,La3 ABCe, LaYCe･LaPb3_x SnxCe, Ta MoFe, VMoFe な どにつ /Tc をパ ラメタ として, BCS の極 限か ら AG の極 限までの間で,Kondo効 いて, Tk 果 が ㌔ ,比熱 の とび , HC2 な どに及 ぼす変化 を詳細 に調べている｡ とくに,最近 の長 岡 らの理論 と比較検討 中である｡ きれいな試料 を作 ることには,超高真空 における溶解 , ゾーン精製 ,直流焼鈍な どに 莫大な投 資 をして ,つ いに,残留抵抗比 7500の Nb を作成 した (世界最純 )｡ その熱 伝導 の測 定結果 を強結合理論 に基づ いて考察 し,熱伝導 の機構 に新 しい知 見 を得 ている｡ 現在 , T a,W な どの純化 が行われている｡ 低温領域 は,われ われ の守備範 囲の最 たるものであるか ら,研究室 の発足以来 ,営 々 と して努力 が続 け られ , b e冷凍機 ,希釈冷凍機 な どの製作 に続 いて ,目下 ,自作 2台 目の希釈冷凍機 が稼動 中で,ほぼ 20mKに達 している｡ これ に連結す るポメランチュク 冷却 ,核断熱消磁 の装置 も殆 ん ど整備 を終 り,超低温領域 における物性研究 を開始 しよ うとしてい る｡痔 に,固体 3H｡の磁性 の解明 を目指 している｡ 以上 の研究 を担 うものは,岩橋 ,馬宮 ,紺谷 ,青井 , 日置 ,杉浦 ,太 田,松 井 ,竹 内 水 口,加藤 の諸君である｡ 清新 の気溢れ る新研究室 と思 っている うちに,すでに 10 年 余 を経過 した ｡ 今 ,われわれ は次 の 10年 に向 ってそ の第一 歩 を踏 み出 した ところであ (文責 る｡ -240- 益田 ) 教 室紹介 皿 S 研 究 室 ｢ S｣ とは,二十数年前 S upe r c o nd uc t i v i t yの頭文字 によ り名付 け られたそ うですが, そ の後構成 メンバー も次々に変わ り,現在は MC か ら教授 まで総勢 22名で研究 テーマ も多岐に渡 り, S t a t i s t i c a lPhys i c sの r S ｣といった ところです .研 究室 としては毎週一回 の コロキ ウムに よ り全員 が一つ の問題 を議論す る機会 を持 ってい ます が,研究 テーマに よ り･固定的な ものではないが,大雑把 隼言 って 4つ のグループ と一人一党 とに分かれ て 日常的 な議論セ ミナー等 が行なわれ ています ｡以下では,構成員 の現在 の研究テーマ, 興味 を持 ってい る事 を紹介 していきたい と思い ます o 液体- リウム超 流動 グループ メンバーは,碓井 ( P),山田 ( -)h P)･三宅 ( A),石川 ( OD),市川 ( OD), 伊藤 (OD),福沢 ( M2)ですが,一 次元 伝 導体 , 量子 固体 のグループ とい っしょにセ ミナ ー をや った り日常的に議論 がな され ています ｡現在主に問題 としてい る研究 テーマは, H｡お よび 4Heの超流動 とに分れ ています が,碓井先生 は どちらの分野 にも量 大体 , 3 子凝縮体 の動力学 とい う観点か ら興味 を持 っていて多忙 に もかかわ らず有益 な議論 ･ア ドヴァイス をして下 さいます ｡ 3 H｡ :石川氏お よび碓井氏 は超流動 3 H｡,特 に A相 の内部軌 動 角 運動量 を表 わす β ベ ク トルの運動 を含 む二流体力学 を構成す るこ とを考 えてお り,議論 には山内,三 宅 の各氏が参刀ロしています ｡ 4He :制限 され た g e o me t r yで の超流動 について昨年 の夏以来定期的にセ ミナー を持 ち, 2次元 の秩序状感 に関す る論文について議論 して来 ま したが ,最近 の各人の研 究テーマ をま とめると以下 の通 りです｡ O- リウム膜 における転移 の次数 ,臨界速度 の膜厚依存性 (凝縮体場 の現象論お よ び実験 デー タの解折 による )｡比熱 の ピー ク,膜 を伝播 す る波 の問題 ｡ (市川 , 碓井 ) ooo K 近傍 の 2次元系 の性格 ,特 に普 通 の意味 の超流動 があるのか ,グラファイ ト上 の- リウム膜 の超流動性 について ｡ (伊藤 ) 02次元系 の超流動 との関連 で, XY模型お よび Bo s e 流体 の模型 としての P l a na r ma g ne t i cs ys t e m での秩序変数 の dy na mi c sと, v o r t e xe xc i t a t i o nと r o t o n と相転 移 との関係 について o (山田 (- ),三宅 ,福沢 ) -2 4 1 - 教室紹介 皿 工学部 中野研 の森井氏 ( oD) も準 メンバー として時々議論 に加 わ ります ｡ 又 ,今後半年 ほ どで,量子 固体 の超流動 も含め,超流動 とは何 か とい う検討 を他 のグ/ レ - プの人達 と協力 してや ってい く計画 を持 っています ｡ 量子 固体 グループ 固定 メンバーは,長岡 ( AP),寺中 (oI )),田村 ( I ) 3),上羽 ( I ) 2)の 4名 ,それ に ∬ ),山田 ( 直)( OD)が加 わ って週一 回ほ どのペースでセ ミナー を行 ってい 山田( -)( ます ｡ 一年 ほ ど前か ら動 きだ した グルー プでまだ軌道 に乗 った とは言 えない状態 です ｡ r mi粒子 の量子固体 にお ける素励起 とス ピン秩序 の関係 , 各人 の研究 テーマは ,寺 中 :Fe e 田村 :異方性 がほ とん どない と思われ る 3He固体 での磁気的秩序 の問題 ,上羽 :Bos 凝縮 を起 した量子固体 の素励起 な どの問題 で,長 岡氏 は Fe r mi粒子 の相 関の問題 とい う 高 い立場か らの総監督 とい った ところです ｡グルー プ とい って もそ う閉 じた ものではな くて ,液体- リウム超 流動 の人達 ,原子核理論 の研究室 とも日常的 に活発な議論 を して レ- プの柱 とな っている長 岡氏 が基研 の教授 として転任す るので, い ます ｡ 4月 か らグ′ 重大 な試練 の時期 に入 る といえます ｡京都や東京 の人達 と共 に基研 の長期 研究計画 の提 案 を してお り,外部 との交流 をはか るこ とによる発展 をめ ざしてい ます ｡ 一次元伝導体 グルー プ 現在 は,長岡氏 を中心 に して山内 ( 0Ⅰ )),佐藤 ( OD),岩淵 ( I ) 1)の各氏 が TTF- TCNQ の超格子 の構造相転移 を準一 次元系 の性 質か ら説明す るこ とを考 えています ｡ 比較 的短期計画 のグループで,各氏 の最近 の興味は以下 の通 りです ｡ Ol l e c t i v emode 山内 . '超流動 ･臨界現象 ,準一 次元系 としての TTF-TCNQ にっ いて C に対す るクー ロン力 ,a c c ous t i cp hono nの影響 ｡ 佐藤 :表面での電子系 の振舞 いについて ,特 に準二 次元系 としての電子系 の分極波不 安定性 ｡ 岩淵 :磁性一般 (特 に希薄合金 の磁性 )および半導体 (極性半導体 にお ける電子正孔 液体 et c.)0 磁性 不純物 グループ リー ダーの長岡氏 を中心 として磁性不純物 の効果 を種 々の情況 の下で調べています ｡ 主 な分野は, "超 伝導体 における磁性 不純物効果 " と "強磁性金属 中にお ける磁性 不純 - 2 42 - 教 室紹介 皿 物 のKondo効果 "です ｡前者 は,長岡 (AP),松浦 (A),市 ノ瀬 (oD)が超伝導 の諸 量 (Tc,Hc2 ,△C, K2,Hc(0), et c･)の計算 を行 ないま した o 又 ,後者 は,本村 (oD)が高濃度 不純物 の場合 に特 徴 的な事柄 を追究す るとい う立場 か ら上記 の問題 を 計貴 中です ｡ 比較的独立 して研究 を進めている人達 の研究テーマは, A) : 非晶質の磁性体 (特 にス ピングラス )お よび非晶質半導体 ｡ 金吉 ( 渡辺 ( OD):イオンの運動 に対す る流体 の c ol l e c t i v emode の効果 ,低次元系 (特 に ol l e c t i vemode ｡ 磁性体 )の相転移 と c 山田 ( 直)(OD):固体 の phonon dynami c s ,特 に he a tpul s e の非線型伝播 と,構造 e nt r a lpe a k 相転移 にお ける臨界揺動 とc 0 真部 (OD) :生体機能 を支 える調節系 の統計的性質 に興味 を持 って い ます ｡ 換 言す れば ,生物 (とい って も大腸菌 な どの レベルです が )は どれ だけ反応 が決定論的で あるのか とい うことです ｡その第一歩 として メ ッセ ンジャー RNA転写調節系 での mRNA の数 , そ のゆ らぎの大 きさを通 して生体 の調節系 の静的性質 を調べよ うと 考 えています ｡ 吉井 ( D2):液晶 の流体力学 の種 々の定式化 の間 の関係 について の勉強 ｡ (三宅 - 2 43 - 記)
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