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2-leaves_heart 研究進めるための様々な研究装置 2-leaves_heart


2-leaves テトラアーク溶解炉・高温マッフル炉

テトラアーク炉は4つの電極からのアーク放電により摂氏2000度超の均一な高温を発生させ試料を溶融することのできる装置です。
ウラン・トリウムなどのアクチノイドや希土類金属とそのほかの元素との合金や金属間化合物の合成、さらにはチョクラルスキー法により高品質単結晶の育成に用いられます。また高温マッフル炉は比較的広い炉内を摂氏1000度〜1500度程度に上昇させることができ、アルミナ製のるつぼなどに原料をセットして結晶育成を行います。(共同利用機器)


2-leaves 横型・高温環状炉/縦型・高温環状炉

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他にも様々な電気炉を用いて純良単結晶育成を行なっています。(共同利用機器)


2-leaves X線回折装置 (共用機器登録名:X 線回折装置(粉末回折装置 + CCD ラウエカメラ)、単結晶X線構造解析装置)


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回転対陰極型の高強度X線源(最大定格出力: 18 kW)を備えたX線回折装置です。粉末回折系には試料高温装置(最高1500℃)、キャピラリー回転試料台、平行ビーム光学系(凹凸試料や微量試料に対応)などのオプションが準備されています。また単結晶の確認や方位決定用にはCCDのラウエカメラが設置されています。アクチノイド化合物の構造解析、照射バルク材の評価、さらには再処理燃料プロセスの評価などに利用されています。(共同利用機器)


2-leaves 物理特性測定装置(PPMS-Dynacool、カンタム・デザイン社製)

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低温(2 K、ヘリウム3オプションを使用すれば0.35 K)かつ強磁場(9 テスラ)における伝導特性、比熱などが測定可能なカンタムデザイン社製の汎用型物性測定装置(PPMS-Dynacool)です。本センターで育成した結晶の基礎物性を、
比較的簡便に測定することができます。(共同利用機器)

2-leaves SQUID磁化測定装置 (共用機器登録名:MPMS 磁気特性測定装置(SQUID))
MPMS
SQUID素子を用いた高感度の磁化測定装置(1×10-8 emu)です。試料の磁化の磁場変化(0-5.5テスラ)、温度変化(1.9-350ケルビン)を精密に測定できます。全国的なヘリウム共有不足の中、しばらく運転が出来ない状態にありましたが、2013年7月に小型のヘリウム再凝縮装置(EverCool)を導入し連続運転を開始しました。停電時を除いて24時間フル稼働中です。(共同利用機器)

2-leaves ヘリウムフリー希釈冷凍機 (共用機器登録名:小型冷凍機、高温用NMR測定装置など)
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測定試料の冷却に液体ヘリウムを使用しないヘリウムフリー冷凍機です。同じくヘリウムフリーの超伝導マグネット(6テスラ)と組み合わせて、電気抵抗の磁場変化(0-6テスラ)、温度変化(0.1 ~ 300ケルビン)を精密に測定可能です。また比熱測定や、断熱消磁冷凍機を用いた極低温測定システムの開発も行なっています。(共同利用機器)

2-leaves メスバウワー分光器
Mossbauer

低エネルギーγ線の57Feと151Euのメスバウアー分光(左図)に加え、高エネルギーの237Npと197Au(右図)のメスバウアー分光の測定が可能です。これら核種を含む化合物や核燃料の内部磁場、四極子相互作用、化学シフトから、磁気構造、価数などを評価することができます線源を使って151Euのメスバウアー分光測定ができるのは国内ではここだけです。(共同利用機器)


2-leaves 希釈冷凍機

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絶対零度に近い極低温(20ミリケルビン、摂氏約−273.13℃)かつ強磁場(15テスラ)における磁気応答(交流磁化率)、伝導特性、比熱などが測定可能な実験ステーションです。純良な単結晶を用いることで金属における典型的な量子振動現象であるドハース・ファンアルフェン効果測定(磁化の量子振動)やシュブニコフ・ドハース測定(電気抵抗の量子振動)を行うことができます。本装置を用いて世界で初めて超ウラン化合物のフェルミ面観測に成功しました。フェルミ面とは金属の顔とも呼ばれるもので、金属の重要な特徴のひとつです。いわばこれを持つことが金属であることの証明だといえます。
(共同利用機器)

2-leaves 高圧発生装置

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試料の合成、純良単結晶の育成が第一義的な物質開発の手法であることは言うまでもありません。無から有を作る化合物の合成は新物質探索の基本です。一方で、最近はそのようにして合成された化合物に外的な圧力をかけることで原子間距離を精密に制御し、電子間や電子-格子間などにおける相互作用をコントロールして新しい物性を見出す研究も盛んに行われています。写真は数千気圧から数十万気圧に及ぶ圧力を加えることのできる圧力装置の例です。


(随時更新予定です。)

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Equipments

「研究」を遂行するための武器であり相棒ともいえる実験装置たちです。それぞれの装置の説明はまぁ書いていますが、表面的なものです。実際には使っていくうちに装置の個性を学び取り、手足のようになっていくそんな存在です。