ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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山下研究室
准教授
山下 穣
助教
下澤 雅明
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温度の下限である絶対零度では全ての物質は凍りついてしまって、何も面白い現象は無いように思われる。ところが、1ケルビンという低温領域で金属の電気抵抗が突然0になるという超伝導現象が発見されて以来、液体ヘリウムの超流動転移、希薄アルカリ気体のボース凝縮など様々な量子凝縮相が極低温で発見された。室温では熱揺らぎに隠れてしまって見えない、多彩で不思議な物理現象が低温領域に隠れていたわけである。 当研究室ではこのような量子凝縮現象に興味を持ち、技術的に可能な限り低温まで精密測定する事でその物性を明らかにする研究を行っている。特に、電子系研究が全く行われてこなかった20 mK以下の超低温領域における量子臨界現象、超伝導現象の解明に力を入れている。さらに、二次元三角格子やカゴメ格子といった幾何学的フラストレーションをもつ磁性体において近年新しく発見された量子スピン液体状態の熱ホール測定などによってその素励起の解明に力を入れて研究を進めている。

物性研の核断熱消磁冷凍機。超低温(1 mK)・高磁場(10 T)の実験が可能。右下挿図が実験空間拡大写真。左下挿図が超低温トルク測定用カンチレバー。
フラストレート磁性体ボルボサイトで観測された熱ホール伝導率(κxy)と磁化率(M/H)の温度依存性。低温でスピン間相関が強くなるにしたがって熱ホール伝導率が上昇していることがわかる。

研究テーマ

  1. 超低温における強相関電子系の研究
  2. 超低温における精密測定技術の開発
  3. 幾何学的フラストレーションをもつ磁性体における量子スピン液体