理工学部

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名物研究室紹介

セラミックの新現象や異常物性を探索し、量子ビームでそのメカニズムを解明 【安井研究室】

赤外線加熱炉。2100℃まで昇温させることができ、セラミックの大型単結晶を育成させることが出来ます。 超伝導マグネットによる最高9T(テスラ)までの高磁場中において、1.9Kから400Kまでの比熱・磁化率・電気抵抗・ホール係数が全自動で測定できます。

この研究室ではセラミックの一種である金属酸化物の可能性に注目し、磁性や電気特性に絡んだ現象を中心に、新しい物性現象や異常物性を示す面白い物質を探索しています。物性が未知の物質を取り上げ、まず試薬を混ぜて電気炉で加熱し金属酸化物の多結晶試料や単結晶試料(上図)を合成します。

次に合成した試料の低温や高温さらには磁場中での磁性・電気特性・誘電特性・熱特性等を測定して新奇で面白い物性を示すものがあるか調べます(下図)。面白い物性を示す物質を発見した際には、X線や中性子線といった量子ビームを利用した実験により、もっと詳しくその試料の物性を調べます。X線レントゲンを使えば体を傷つけることなく体内の様子が分かるように、試料にX線や中性子線を照射して散乱される様子を調べれば、物質内部の様子(原子の動きや原子配列、スピン配列など)を知ることが出来ます。この原子レベルの情報を利用して、発見した新しい物性現象のメカニズムを解明していきます。

一緒に研究を進める学生達には、自分の力で未知の試料を合成する苦労と喜びを味わい、さらに世界初の実験データを自らの手で測定する興奮を感じて欲しいと思います。

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