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論文

Origin of magnetically dead layers in spinel ferrites $$M$$Fe$$_2$$O$$_4$$ grown on Al$$_2$$O$$_3$$; Effects of postdeposition annealing studied by XMCD

野中 洋亮*; 若林 勇希*; 芝田 悟朗; 坂本 祥哉*; 池田 啓祐*; Chi, Z.*; Wan, Y.*; 鈴木 雅弘*; 田中 新*; 田中 雅明*; et al.

Physical Review Materials (Internet), 7(4), p.044413_1 - 044413_10, 2023/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.7.044413
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)

We study the electronic and magnetic states of as-grown and annealed $$M$$Fe$$_2$$O$$_4$$(111)/Al$$_2$$O3(111) ($$M =$$Co, Ni) thin films with various thicknesses grown on Si(111) substrates with the $$gamma$$-Al$$_2$$O$$_3$$(111)buffer layers by using X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), to investigate magnetically dead layers in these films. Although the magnetically dead layers in the as-grown samples are formed near the interface with the Al$$_2$$O$$_3$$ buffer layer, we reveal that ferrimagnetic order is partially recovered by postdeposition annealing at 973 K for 48 hours in air. By analyzing the line shapes of the XAS and XMCD spectra, we conclude that, in the dead layers, there are a significant number of vacancies at the $$T_d$$ sites of the spinel structure, which may be the microscopic origin of the degraded ferrimagnetic order in the $$M$$Fe$$_2$$O$$_4$$ thin films.

論文

垂直磁気異方性を示す鉄挿入遷移金属ダイカルコゲナイドFe$$_x$$TaS$$_2$$のX線磁気円二色性による研究; Fe$$_x$$TiS$$_2$$との比較

芝田 悟朗; Won, C.*; Kim, J.*; 野中 洋亮*; 池田 啓祐*; Wan, Y.*; 鈴木 雅弘*; 小出 常晴*; 田中 新*; Cheong, S.-W.*; et al.

Photon Factory Activity Report 2022 (インターネット), 2 Pages, 2023/00

https://pfwww.kek.jp/acr/2022pdf/u_reports.html

Feをインターカレートした遷移金属ダイカルコゲナイド化合物Fe$$_x$$TiS$$_2$$およびFe$$_x$$TaS$$_2$$は、巨大な保磁力および垂直磁気異方性を示す強磁性体になることが知られている。我々は以前、Fe$$_x$$TiS$$_2$$についてのX線磁気円二色性(XMCD)実験の結果から、Fe$$^{2+}$$の凍結していない軌道磁気モーメントが結晶場の1次摂動によって直接磁気異方性エネルギーを生むことを明らかにした。今回、Fe$$_x$$TiS$$_2$$よりもさらに強い磁気異方性を示す遷移金属ダイカルコゲナイドFe$$_x$$TaS$$_2$$について同様にXMCD実験を行い、磁気異方性の強さが何によって左右されているかを探ることを試みた。

論文

Neutron spectroscopy evidence on the dual nature of magnetic excitations in a van der Waals metallic ferromagnet Fe$$_{2.75}$$GeTe$$_{2}$$

Bao, S.*; Wang, W.*; Shangguan, Y.*; Cai, Z.*; Dong, Z.-Y.*; Huang, Z.*; Si, W.*; Ma, Z.*; 梶本 亮一; 池内 和彦*; et al.

Physical Review X, 12(1), p.011022_1 - 011022_15, 2022/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevX.12.011022
 被引用回数：11 パーセンタイル：88.9(Physics, Multidisciplinary)

In the local or itinerant extreme, magnetic excitations can be described by the Heisenberg model which treats electron spins as localized moments, or by the itinerant-electron model where the exchange interaction between electrons leads to unequal numbers of electrons with up and down spins. However, the nature of the magnetic excitations has been elusive when both local moments and itinerant electrons are present in the intermediate range. Using inelastic neutron scattering, we provide direct spectroscopic evidence on the coexistence of and interplay between local moments and itinerant electrons in a van der Waals metallic ferromagnet Fe$$_{2.72}$$GeTe$$_{2}$$, which can sustain tunable room-temperature ferromagnetism down to the monolayer limit. We find that there exist ferromagnetic spin-wave excitations dispersing from the zone center at low energies resulting from local moments and a columnlike broad continuum at the zone boundary at high energies up to over 100 meV resulting from itinerant electrons. Unlike the two-dimensional crystal structure, the low-energy mode exhibits a three-dimensional nature, and the high-energy mode also has an out-of-plane dependence. Both modes persist well above the Curie temperature of 160 K. Our neutron spectroscopic data reveal that the low-energy spin waves at 100 K are more coherent than those at 4 K, which is evidence of the weakening of the Kondo screening at high temperatures. These results unambiguously demonstrate the coexistence of local moments and itinerant electrons and the Kondo effect between these two components in Fe$$_{2.72}$$GeTe$$_{2}$$. Such behaviors are generally expected in heavy-fermion systems with heavy $$f$$ electrons but are rarely clearly observed in materials with light $$d$$ electrons. These findings shed light on the understanding of magnetism in transition-metal compounds.

論文

Evidence for singular-phonon-induced nematic superconductivity in a topological superconductor candidate Sr$$_{0.1}$$Bi$$_{2}$$Se$$_{3}$$

Wang, J.*; Ran, K.*; Li, S.*; Ma, Z.*; Bao, S.*; Cai, Z.*; Zhang, Y.*; 中島 健次; 河村 聖子; $v{C}$erm$'a$k, P.*; et al.

Nature Communications (Internet), 10, p.2802_1 - 2802_6, 2019/06

https://doi.org/10.1038/s41467-019-10942-2
 被引用回数：21 パーセンタイル：80.08(Multidisciplinary Sciences)

Superconductivity mediated by phonons is typically conventional, exhibiting a momentum-independent $$s$$-wave pairing function, due to the isotropic interactions between electrons and phonons along different crystalline directions. Here, by performing inelastic neutron scattering measurements on a superconducting single crystal of Sr$$_{0.1}$$Bi$$_{2}$$Se$$_{3}$$, a prime candidate for realizing topological superconductivity by doping the topo-logical insulator Bi$$_{2}$$Se$$_{3}$$, we found that there exist singular phonons, with the linewidths of the acoustic phonons increasing substantially at long wavelengths, but only for those along the [001] direction. This observation indicates a large and singular electron-phonon coupling at small momenta, which we propose to give rise to the exotic $$p$$-wave nematic superconducting pairing in the MxBi$$_{2}$$Se$$_{3}$$ (M = Cu, Sr, Nb) superconductor family. Therefore, we show that these superconductors may be the first examples where electron-phonon interaction can induce more exotic superconducting pairing than the $$s$$-wave.

論文

Hydroxyl radical, sulfate radical and nitrate radical reactivity towards crown ethers in aqueous solutions

Wan, L. K.*; Peng, J.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*; Fu, H. Y.*

Radiation Physics and Chemistry, 81(5), p.524 - 530, 2012/05

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2012.01.025
 被引用回数：16 パーセンタイル：75.38(Chemistry, Physical)

三種のクラウンエーテル、C$$_{8}$$H$$_{14}$$O$$_{4}$$, C$$_{10}$$H$$_{20}$$O$$_{5}$$, C$$_{12}$$H$$_{24}$$O$$_{6}$$及びそのモデルである1-4ジオキサンと、$$^{cdot}$$OH, SO$$_{4}^{cdot-}$$, NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとの水溶液中での反応について、反応速度定数をレーザーフォトリシス法とパルスラジオリシス法により測定した。その結果、ジオキサン,クラウンエーテル類に対する反応性は、$$^{cdot}$$OHラジカルが最も高く、次いでSO$$_{4}^{cdot-}$$, NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルの順となることがわかった。さらに、各ラジカルに対するジオキサン、クラウンエーテル類の反応性を比較した結果、$$^{cdot}$$OH, SO$$_{4}^{cdot-}$$ラジカルとの反応では、反応性は分子内の水素の数に比例して増大することがわかった。この結果は、主たる反応機構がラジカルによる水素引き抜き反応であることを示す。一方、NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとの反応では、比較した分子の中でC$$_{8}$$H$$_{14}$$O$$_{4}$$が最も高い反応性を示し、NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとの反応性と分子内の水素の数とは相関しないことがわかった。クラウンエーテルは燃料再処理における新規抽出剤として検討されているが、硝酸水溶液中で放射線により誘起されるNO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとクラウンエーテル類との反応性はこれまで報告がなく、本研究の結果は再処理プロセスの高度化に資するものである。

論文

ITER nuclear analysis strategy and requirements

Loughlin, M. J.*; Batistoni, P.*; 今野 力; Fischer, U.*; 飯田 浩正; Petrizzi, L.*; Polunovskiy, E.*; Sawan, M.*; Wilson, P.*; Wu, Y.*

Fusion Science and Technology, 56(2), p.566 - 572, 2009/08

https://doi.org/10.13182/FST56-566
 被引用回数：43 パーセンタイル：92.82(Nuclear Science & Technology)

ITERでは700MWもの核融合出力が予定されている。そのため、毎秒2.48$$times$$10$$^{20}$$個の14MeV中性子が発生し、第1壁に入射する中性子フラックスは非散乱中性子だけで約4$$times$$10$$^{13}$$n/cm$$^{2}$$/sで、散乱中性子も含めると数10$$^{14}$$n/cm$$^{2}$$/sにもなる。したがって、ITERは核施設として大掛かりなものであり、核解析に関する効率の良い、首尾一貫した戦略を立てることが不可欠である。この論文では、これまで用いられてきた手法をレビューし、ITERが採用すべき今後の戦略について述べる。具体的には、放射線輸送計算コード,計算モデル作成,情報工学の開発,管理ツールについて検討するとともに、新しいコード,技術を開発する必要がある分野についても提言する。

口頭

Pulse radiolysis study of liquid hydrocarbons; Observation and determination of alkyl radicals

Peng, J.; Wan, L. K.*; Lin, M.; Yan, Y.*; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介

no journal, , 

We observed the transient absorption spectra of n-hexane, cyclohexane and methylcyclohexane using pulse radiolysis method. Furthermore, spectral properties and kinetic behavior of alkyl radicals of these three hydrocarbons are discussed.

口頭

Potential large-scale production of Tc-99m from neutron activation of natural molybdenum using activated carbon

Setiawan, H.*; Pratama, C.*; Sarwono, D. A.*; Chairuman*; Tahyan, Y.*; Sriyono*; 藤田 善貴; 土谷 邦彦; 津口 明*; 蓼沼 克嘉*

no journal, , 

天然モリブデン(Mo)を原料とした診断用放射性核種テクネチウム-99m($$^{99m}$$Tc)の大規模生産において、Mo($$^{99}$$Mo)溶液からの$$^{99m}$$Tc分離は最大の課題である。活性炭(AC)は、その表面の多孔性と活性により分離と精製に適した吸着材であり、ヘプタモリブデン酸イオン(MoO$$_{4}$$$$^{2-}$$)との相互作用は少なく、過テクネチウム酸イオン(TcO$$_{4}$$$$^{-}$$)を強く吸着する。本研究では、$$^{99m}$$Tcの代替元素としてレニウム(Re)422$$mu$$gを添加したMo溶液(211mg-Mo/mL)を用意し、異なるpHによるRe回収率への影響を調査した。その結果、溶出された溶液にはMoがほとんど含まれず、pH範囲7$$sim$$8、10$$sim$$11および12$$sim$$13で、それぞれ77.35%、75.98%および9.38%のReが回収された。将来的には、天然モリブデンを用いた高放射能$$^{99m}$$Tcの製造方法は、診断用放射性医薬品原料への適用に期待できる。

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