いくつかのテーマの中から卒研生自身に選択してもらいます低温物性研究室 卒業研究指導内容
１） 研究室名：
低温物性
２） 指導教員： 後藤貴行
（共同研究員：芝浦工業大学工学部準教授
鈴木栄男、大沢明）
３）卒業研究課題およびその内容：
いくつかのテーマの中から卒研生自身に選択してもらいます
A）量子スピン磁性体における乱れによって引き起こされる秩序
物質に不純物(＝乱れ)をドープすると、逆に、秩序（反強磁性やスピングラスなど)が、
引き起こされることがあります。これをOrder by Disorderと言います。
そのメカニズムや、どのような秩序が現れるかを探ります。
B）量子スピン磁性体でのボースアインシュタイン凝縮とボースグラスの競合
液体ヘリウム原子はとても軽いため、量子力学で言うゼロ点振動のせいで、 絶対零度
まで凍らず、超流動という、超伝導と良く似た不思議な状態に陥ります。 これはボース
アインシュタイン凝縮という理論で近似的に説明出来ますが、 磁性体の強磁場中での
相転移がまったく同じ理論で説明できるのです。 全然違う二つの系で同じ理論が適用
出来るとはどういうことなのでしょうか？
C）フラストレーションを含んだ磁性体における量子相転移
正三角形の三つの頂点にそれぞれ小さな磁石(＝スピン)を置く時に、 隣のスピンと必ず
逆向きになるようにできるでしょうか？答えはNoです。そういう風に配置されたスピンは
絶対零度近くまで秩序化出来ません。 では、絶対零度でエントロピーが必ず零になると
いう熱力学の第三法則はどのように満たされるのでしょうか？
D）高温超伝導体におけるインコヒーレント構造が誘起するストライプ秩序
高温超電導体は、CuとOとが作るCuO2面が超伝導化します。この面は完璧な平面ではなく、
低温で、うねうねと折れ曲がることがわかっています。この折れ曲がりがどのような条件
(温度や磁場、物質組成)で起こるのかを調べさらに、超伝導の邪魔をするのか、それとも
実は超伝導を助けているのか、を検証します。
E）有機超伝導体におけるボルテックスの量子融解
超伝導体に強い磁場をかけると、磁束線が超伝導体を貫通し、その断面に「結晶」のような
パターンを形成します。このパターンが本当に結晶化しているのか、それとも液体のように
ゆらゆら動くのかを調べます。ある有機超伝導体では、絶対零度まで冷やしても、結晶化し
ない可能性があり、量子融解と呼ばれています。これは磁束線があたかも実在の物質のよう
に振る舞うようすを研究する面白味と、強磁場・高電流中での安定送電という応用面の二面
性を持った研究です。
F）量子計算機への応用を目指した混合原子価ルテニウム金属錯体ダイマー
二つのスピン(＝小さな磁石)のペアをダイマーと言います。量子力学を勉強すると、一重項
と三重項という二つの状態があることがわかります。これまで行われて 来た多くの研究は、
磁場や圧力、不純物ドープなどによって、一重項と三重項の間を行き来させて楽しむものでした。
しかし、本研究室では、原子の価数を微調整することで新しい自由度を持ち込み、これによって
新しい相転移が起きないか探索を行っています。
物質を冷やして行くと相転移が起こり、超伝導などの奇妙な状態が次々と現れます。後藤研の研究は低温でおこる未知の相転移と電子状態を探すことです。どうやって探すかというと、NMRとμSRという方法を用いて物質の中の電子スピンの状態を直接観測します。英国ラザフォード研究所、スイスPSI研究所、東北大学金属材料研究所など、国内外のよその研究所に出かけて共同研究も行うとともに、学会で発表して貰います。 ともかく大学院へ進学することが前提です。
４）
ゼミ（内容、時間/週、テキスト等）：
プレゼミ（数回）： 三月末にスタートします。懇親会もあります（懇親会が中心）。
ゼミ（週二回）： 量子力学・統計力学の応用である固体物性の基礎を学びます。
希望者は大学院ゼミ（週一回）にも参加します。
雑誌会（夏休み前）：
卒研に関係した英語の論文を読んで内容をプレゼン。
中間発表会（年末）： いわゆる忘年会 です。
日本物理学会での発表（来年の三月）： 今年度の卒研生は全員、発表（岡山大）。一昨年度も全員、発表（立教大）。
５）
定員：原則として３〜４名 （大学院は４名）
６）
進路に関するコメント等：
大学院への進学を特に歓迎します。たいていの学生さんの場合、推薦で進学出来ます。
後藤3-335B (電話3238-3356、携帯070-5456-1269)、メール： gotoo-t@sophia.ac.jp
学生部屋3-337 (内3348) , 実験室3-037
(内4117)
後藤研のウェブサイト http://www.ph.sophia.ac.jp/~goto-ken
