極低温域までの熱膨張の高精度測定(物理学系 山口俊久)

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極低温域までの熱膨張の高精度測定

整理番号:2016-007


研究者名: 山口 俊久(Toshihisa Yamaguchi)
所  属: 理工学部 総合理工学科 物理学系 教授
専門分野:電気物性、物性実験、強誘電体
キーワード:熱膨張、極低温測定、体膨張、誘電率

研究概要

熱膨張は物質の基本物性で、基礎研究の分野でも応用分野でも重要な特性である。本研究室で開発したクリップ型ストレインゲージ熱膨張計を用い、3 ~ 10 mm程度の比較的小さな試料の極低温(3.8 K)から 500 K の温度範囲で熱膨張の高精度測定が可能である。
熱膨張の独立な成分の数は対称性により異なり、立方晶系では 1、正方晶系や六方晶系では 2、斜方晶系では 3、単斜晶系では 4 である。特に、単斜晶系の試料の独立な 4方向を測定することにより、3 結晶軸方向の熱膨張成分ばかりでなく、結晶軸角の変化も求めることが出来る。更に、熱膨張係数を求めることにより、各種の材料の特徴をより明確に理解することが出来る。
全ての熱膨張成分を測定することで、体膨張や体膨張係数を決定することが出来て、比熱などの物性量と比較することが出来る。
また、必要ならば、同一試料による熱膨張と誘電率や電気抵抗などの電気物性値との同時測定も可能である。

 

図1 本研究室で開発したクリップ型ストレインゲージ熱膨張計

応用例・用途

  • 特に極低温までの各種材料の異方性も含む熱膨張の測定が可能である。
  • 長年の熱膨張に関する高精度測定研究の成果や経験に基づき、測定上の技術相談ができる。

研究設備

  • 極低温電気物性測定装置
  •  熱伝導率測定装置
  • 卓上単結晶引き上げ装置