熱測定

低温でのプローブ顕微鏡測定

長谷川哲也, 岡崎壮平

2005 年 32 巻 5 号 p. 218-225
発行日: 2005/11/30
公開日: 2009/09/07

DOIhttps://doi.org/10.11311/jscta1974.32.218

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超高真空低温STMを開発した。同装置をPb添加Bi₂Sr₂CaCu₂O₈系超伝導体の観察に応用した結果,Biを置換したPb原子,およびSrサイトの格子欠陥を選択的に可視化できた。また,走査トンネル分光により,ナノスケールの超伝導/非超伝導相分離を直接観察することに成功した。
サブミクロンスケールの空間分解能を持ち,かつ15mmに渡る広範囲の走査が可能な温度可変SPM装置も同時に開発した。プローブとして,微小SQUIDおよび小型空洞共振器を装着することにより,それぞれ局所的な磁性,電気特性を評価できる。前者を用いてLa_1-xSr_xCuO₄系超伝導体の観察を行ったところ,組成揺らぎに起因する磁束量子の1次元配列を観測した。また後者により,マンガン酸化物の組成と電導性との関係を詳細に調べた。本装置は,材料探索のためのツールとしても非常に有効であることが示された。

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固体酸化物形燃料電池(SOFC)の開発における熱物性・熱力学の重要性

酒井夏子

2005 年 32 巻 5 号 p. 226-231
発行日: 2005/11/30
公開日: 2009/09/07

DOIhttps://doi.org/10.11311/jscta1974.32.226

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固体酸化物形燃料電池(SOFC)に用いられる材料の熱容量,熱伝導度,熱膨張係数について解説した。SOFC材料の多くは金属の複合酸化物であり,その熱伝導度は非常に低く,セル内に温度分布が生じやすい。SOFCはこのような金属酸化物とコンポジットの接合体であるため,耐久性の高いセルを開発するには,材料界面における膨張係数の一致が最も重要である。また,電解質とインターコネクトは高温で酸素分圧勾配に曝されるため,試料の一部が還元されて膨張する挙動が希土類セリアやランタンクロマイトにおいて観測される。ランタンクロマイトの還元膨張は遷移金属の置換などで緩和できるが,セリアの場合は,温度を極端に下げる以外の解決方法は見出されていない。

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On the Unusual Thermal Conductivity of Ices at Elevated Pressures

Ove Andersson, Hiroshi Suga

2005 年 32 巻 5 号 p. 232-240
発行日: 2005/11/30
公開日: 2009/09/07

DOIhttps://doi.org/10.11311/jscta1974.32.232

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Almost all the numerous forms of ice including 13 crystalline phases, several distinct amorphous states as well as clathrate hydrates have been characterized in terms of their thermal conductivity κ. A few deviations from both the typically strongly decreasing κ(T)(κ∼T^-1) associated with crystals and the weakly increasing κ(T) associated with glassy states are observed. In particular, the crystalline clathrate hydrates show glass-like κ, whereas low-density amorphous (LDA) ice shows crystal-like κ(κ∼T^-0.6). The latter is unique for an amorphous state and indicates that LDA ice exhibits a surprisingly high degree of structural order that allows for high-frequency phonon propagation. It also implies that LDA ice is not the glassy counterpart of ambient liquid water that shows typical amorphous-like behavior. Moreover, the crystalline ices Ih and Ic and LDA ice exhibit abnormal negative pressure coefficients of κ. Both ices Ih and Ic demonstrate pressure-induced amorphization to high-density amorphous (HDA) ice, a state to which also LDA ice transforms on pressurization. The negative pressure coefficient is a signature of phonon softening which leads to a disordering transition upon pressurization.

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液晶の臨界熱異常

八尾晴彦, 江間健司

2005 年 32 巻 5 号 p. 241-248
発行日: 2005/11/30
公開日: 2009/09/07

DOIhttps://doi.org/10.11311/jscta1974.32.241

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物性物理学の中心主題の一つをなす相転移とそれに伴う臨界現象において,熱測定が果たす役割は大きい。本稿ではその中で,液晶相転移における臨界熱異常の研究に焦点を当てだ。液晶が示す相は極めて多岐に渡り,相転移および臨界現象について研究するための格好の舞台を提供する。まず代表的ないくつかの液晶相について述べた後,臨界現象の基本について触れ,中でもユニバーサリティの概念を紹介した。液晶についての精密熱測定の手法が開発されたことがこの分野における臨界現象の研究の進展に大きく寄与している。また本稿では異常熱容量の解析方法について,実際的な注意点を含めてやや詳しく述べた。具体的には,臨界定数項および補正項の必要性,データレンジ・シュリンキングなどである。さらに,比較的最近の研究例として,反強誘電性液晶における3次元XY挙動から三重臨界挙動へのクロスオーバについて,ま de Vries型Sm-A-Sm-C相転移についての測定結果を紹介した。

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会合性高分子の相図理論

II.ゲル化系

田中文彦, 岡田幸典

2005 年 32 巻 5 号 p. 249-255
発行日: 2005/11/30
公開日: 2009/09/07

DOIhttps://doi.org/10.11311/jscta1974.32.249

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古典的なゲル化の反応理論を「会合高分子溶液理論」に取り込むことにより,ゾル・ゲル転移と相分離が共存する相図を導出した。多重架橋によるゾル・ゲル転移点の濃度・温度の実測値から架橋エンタルピー,架橋多重度を推定する新しい方法を紹介し,ポリビニルアルコールのゲル化点の実測値と比較検討した。また,水溶性会合高分子に見られる疎水性ミセルによる架橋点を有するゾル・ゲル転移の熱統計力学的な研究が出来るようになった。簡単な応用例として,高分子水溶液に見られる水和による高温相分離型(LCST)と低温ゲル化が共存するような相図を導いた。

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フロギストン

2005 年 32 巻 5 号 p. 256-257
発行日: 2005/11/30
公開日: 2009/09/07

DOIhttps://doi.org/10.11311/jscta1974.32.256

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