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論文

Nd化合物の超微細相互作用分裂と核スピン偏極の中性子散乱による研究

目時 直人

波紋, 32(4), p.173 - 176, 2022/11

https://doi.org/10.5611/hamon.32.4_173

Nd化合物の核スピン分極と超微細分裂を中性子散乱によって研究した。核スピン偏極の寄与と磁気散乱の干渉による反強磁性ブラッグ強度の温度変化から、磁気モーメントを決定する方法について述べる。

論文

Hyperfine splitting and nuclear spin polarization in NdPd$$_5$$Al$$_2$$ and Nd$$_3$$Pd$$_{20}$$Ge$$_6$$

目時 直人; 柴田 薫; 松浦 直人*; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 山内 宏樹; 萩原 雅人; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*

Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054710_1 - 054710_6, 2022/05

https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.054710
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)

NdPd$$_5$$Al$$_2$$におけるNdの超微細相互作用分裂を高分解能の中性子非弾性散乱によって研究した。Nd核の核スピン($$I$$=7/2)と、$$|pm9/2rangle$$の軌道が主成分の$$Gamma_6$$基底状態を示す4$$f$$電子との間の超微細相互作用によって、磁気秩序相において生じた超微細相互作用分裂に起因する中性子非弾性散乱ピークを、$$hbaromega$$ = $$pm$$3$$mu$$eVのエネルギーに観察した。低温では、Nd核スピンの低エネルギー状態の占拠確率が増加することによりNd核スピンが偏極し、反強磁性散乱ピーク強度に寄与するが、その際、中性子の非スピン反転過程の寄与が最も大きい。この現象の応用として反強磁性散乱ピーク強度の温度変化から、Nd$$_3$$Pd$$_{20}$$Ge$$_6$$のNd磁気モーメント及び超微細相互作用分裂の大きさを見積もることに成功した。

論文

Structure of the $$11/2^-$$ isomeric state in $$^{133}$$La

Laskar, Md. S. R.*; Palit, R.*; Mishra, S. N.*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 井手口 栄治*; Garg, U.*; Biswas, S.*; Babra, F. S.*; Gala, R.*; et al.

Physical Review C, 101(3), p.034315_1 - 034315_8, 2020/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.034315
 被引用回数：4 パーセンタイル：44.35(Physics, Nuclear)

質量数130領域の中重核では、カイラルバンドなどの新規な集団運動が出現するメカニズムとして、$$h_{11/2}$$軌道が重要な役割を果たしていると考えられている。その一粒子状態と集団運動状態との相互作用を調べるため、$$^{133}$$Laの$$11/2^-$$アイソマー状態の$$g$$因子と四重極モーメントをタタ基礎科学研究所にて測定した。得られた$$g$$因子は$$g=1.16pm0.07$$、四重極モーメントの大きさは、$$|Q|=1.71pm 0.34$$ $$b$$だった。測定された四重極モーメントから四重極変形度$$beta=0.28pm 0.10$$を導き出した。これらの実験値を大規模殻模型計算と比較した結果、$$^{133}$$Laの$$11/2^-$$アイソマー状態は、中程度のプロレート変形したコアに$$h_{11/2}$$軌道の陽子が結合した状態であることがわかり、この領域の$$h_{11/2}$$準位を得る大きな手がかりを得た。

論文

$$g$$-factor measurement of the 2738 keV isomer in $$^{135}$$La

Laskar, Md. S. R.*; Saha, S.*; Palit, R.*; Mishra, S. N.*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 井手口 栄治*; Naik, Z.*; Babra, F. S.*; Biswas, S.*; et al.

Physical Review C, 99(1), p.014308_1 - 014308_6, 2019/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.99.014308
 被引用回数：7 パーセンタイル：58.94(Physics, Nuclear)

タタ基礎物理学研究所の重イオン加速器にて、$$^{11}$$B($$^{128}$$Te, 4n)$$^{135}$$La反応によって$$^{135}$$Laの励起状態を生成し、2738keVにあるアイソマーの$$g$$因子を時間微分型摂動角分布(TDPAD)法によって測定した。得られた$$g$$因子の値は$$-0.049(3)$$であった。このアイソマーの核構造を理解するため、$$^{135}$$Laに対し、大規模殻模型計算を行った。殻模型計算は低励起状態のバンド構造を非常によく再現し、2738keVのアイソマーのスピンパリティは$$23/2^+$$であることを強く示唆する結果が得られた。このアイソマーは、$$^{134}$$Baの$$10^+_1$$に$$d_{5/2}$$軌道にいる陽子が結合してできる配位が主であると解釈された。

論文

Nuclear electromagnetic current in the relativistic approach with the momentum-dependent self-energies

丸山 智幸*; 千葉 敏

Physical Review C, 74(1), p.014315_1 - 014315_12, 2006/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.74.014315
 被引用回数：2 パーセンタイル：21.05(Physics, Nuclear)

ワード・高橋の恒等式を用いて、運動量依存のディラック場における保存則を満たすような電磁カレントを定義する。従来、相対論的ハートリー理論による取り扱いで有効質量が小さすぎるために過大評価となっていたアイソベクトルの磁気モーメントが本研究で提案するディラックフォックカレントにより減少し、測定値との一致が改善されることがわかった。

論文

Anomalous magnetic moment of $$^9$$C and shell quenching in exotic nuclei

宇都野 穣

European Physical Journal A, 25(S1), p.209 - 212, 2005/09

https://doi.org/10.1140/epjad/i2005-06-088-x
 被引用回数：2 パーセンタイル：23.51(Physics, Nuclear)

近年、不安定核構造の研究の進展とともに殻構造において不安定核と安定核とでは大きな相違があることがわかりつつあり、魔法数の認識の変更が迫られている。このことは実験で得られた基底状態の核構造と殻模型に代表される微視的な理論研究との比較によって明らかになったものである。発表者らはこれまでN=20領域の不安定核の殻構造についておもに研究してきたが、本講演では、N=8魔法数が同様に消滅するかどうか、さらにそれが核構造にどのような影響を与えうるかを殻模型により研究した成果を発表する。1995年に初めて測定された陽子過剰核$$^9$$Cの基底状態における磁気モーメントは基底状態における非常に大きなスピン期待値を与えるため、その明確な理論的解釈はこれまで与えられてこなかった。われわれはN(Z)=8の魔法数が消滅することに着目し、まず不安定核における殻の縮まりの程度を現象論的に取り入れた。さらに、$$^9$$Cは弱束縛系であるためトーマス・エルマン効果によってさらに殻ギャップが狭まりうるが、それを取り入れると$$^9$$CではZ=8の魔法数を破った配位が増大し、実験値の磁気モーメントを再現することを示した。この計算結果は不安定核の殻の縮まりの程度が従来考えられていたよりも大きく、それが核構造に大きな影響を与えうることを示したものである。

論文

Measurement of the spin and magnetic moment of $$^{31}$$Mg; Evidence for a strongly deformed intruder ground state

Neyens, G.*; Kowalska, M.*; Yordanov, D.*; Blaum, K.*; Himpe, P.*; Lievens, P.*; Mallion, S.*; Neugart, R.*; Vermeulen, N.*; 宇都野 穣; et al.

Physical Review Letters, 94(2), p.022501_1 - 022501_4, 2005/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.022501
 被引用回数：157 パーセンタイル：95.98(Physics, Multidisciplinary)

N=20の魔法数(すなわち魔法構造)が不安定核で消滅することは知られているが、魔法構造が消滅する核がどの範囲にわたって存在するかについてはまだ実験的に確定していない。この論文では、魔法数がN=19核でも消滅するかどうかを見いだすことを目的とし、ルーベン大学のNeyens教授のグループによって$$^{31}$$Mgの基底状態のスピン及び磁気モーメントの測定を行い、その実験値の理論的解釈を原研らのグループでなされたモンテカルロ殻模型計算によって与えた。ISOLDE-CERNで不安定核$$^{31}$$Mgビームを生成,分離し、まず原子の超微細構造を測定することによってこの核の核スピンが1/2であることを決定した。さらにベータNMR法によって核のg因子を測定し、スピンの結果と合わせ、この核の磁気モーメントを-0.88355(10)$$mu_N$$と決定した。魔法数が消滅していないと仮定すると$$^{31}$$Mgの核スピンは3/2となるべきであることから、測定されたスピンは魔法数の消滅を強く示唆している。実際、モンテカルロ殻模型計算で詳しく解析すると、この核で魔法数が消滅しているという結果が得られ、この実験による磁気モーメントは計算のものとよく一致している。その比較から、$$^{31}$$Mgでは魔法数が消滅していることが明らかになり、魔法数消滅のメカニズムに関して大きな影響を与えた。

論文

Anomalous magnetic moment of $$^9$$C and shell quenching in exotic nuclei

宇都野 穣

Physical Review C, 70(1), p.011303_1 - 011303_5, 2004/07

A2003-0610.pdf:0.12MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.70.011303
 被引用回数：18 パーセンタイル：70.36(Physics, Nuclear)

$$^9$$Cの磁気モーメントは、鏡像核の$$^9$$Liの磁気モーメントと、安定核ではよく成り立っているアイソスピン対称性を考慮に入れると、核力の一般的性質からは全く理解できないほどの大きなスピン期待値を与えることが知られているが、その異常性のメカニズムはこれまで不明であった。この論文は、著者らが提唱してきた、不安定核における殻構造の変化の一般的性質によりこの異常磁気モーメントのメカニズムを説明できることを示したものである。具体的には、Z=4,5,6同位体におけるN=8のシェルギャップを実験値と殻模型による計算値とを比較することにより、Z=3ではN=8のシェルギャップが非常に狭いことが示される。このことから、$$^9$$Liではp殻で支配された通常状態と、$$sd$$殻に2中性子励起した侵入者状態が接近することが予言される。$$^9$$Cではトーマス-エルマン効果が付け加えられることより、さらにシェルギャップが縮まり、この2つの状態の混合が大きくなる。その結果、$$^9$$Liと$$^9$$Cでは基底状態の波動関数が大きく異なり、実験で測定された異常な磁気モーメントが理解される。この成果は、単にエキゾチックな現象を説明したのみならず、不安定核における殻構造のダイナミックな変化が普遍的であることをも示し、不安定核研究一般に大きな影響を与えうるものである。

論文

Empirical evaluation of the thermodynamic and magnetic properties from the atomic distances of NaCl-type actinide compounds

大道 敏彦*; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.156 - 159, 2002/11

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00223131.2002.10875432

岩塩型アクチノイド化合物(MX,M:アクチノイド,X:メタロイド)の幾つかの熱力学及び磁気的性質を原子間距離を基に類推した。MXの結合エネルギーの報告値は、二,三の例外を除いてポーリングの式を用いて求めた結合電子密度と比例関係を示した。一方、全価電子から結合電子を除いた電子数と有効磁気モーメントの報告値との関係は、L-Sカップリング及びフントの法則から計算したものと良く一致したことから、この電子数は局在する5f電子数に相当するものと考えられる。これらの結果を用いて、MX中のアクチノイド原子の酸化状態や磁気エントロピーの寄与等についても議論した。

論文

Wide-band excitation on pulsed-ESR detection

水田 幸男*; 森下 憲雄; 桑田 敬治*

Proceedings of 2nd Asia-Pacific EPR/ESR Symposium, P. 173, 1999/11

ESRにおいて観測対象となる電子スピンは、NMRにおいて観測対象とされる核スピンのそれに比べて、非常に強い磁気モーメントをもつ。結果として、ESRスペクトル領域はNMRのそれに比べて2~3桁広くなり、従来パルスNMRにおいて行われてきたような、RFパルスによる全遷移の励起がESRでは不可能で、パルスESRにおいて励起パルスはスペクトルの一部を励起するに過ぎない。スペクトル位置を、変化させながら単純に重ね合わせた場合、スペクトルの広幅化や位相のゆがみを招く。われわれは、このことが不完全な励起パルスが誘起するオフレゾナンス成分によることをつきとめ、これを回避する測定手段を見いだした。本法を、光励起直後に生成するMMA開始ラジカルのスペクトル検出に適用したところ、すべてのESR遷移が本来の線形のまま検出できることが確かめられた。

論文

Neutron diffraction study on hp13 type M$$_{7-x}$$Mn$$_{x}$$Ge$$_{6}$$(M=Co,Fe)

堀 富栄*; 土屋 佳則*; 舩橋 達; 秋光 正子*; 下条 豊; 白石 浩*; 中川 康昭*

J. Magn. Magn. Mater., 177-181, p.1425 - 1426, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0304-8853(97)00463-0
 被引用回数：6 パーセンタイル：36.72(Materials Science, Multidisciplinary)

M$$_{7-x}$$Mn$$_{x}$$Ge$$_{6}$$(M=Co,Fe)合金はhp13型構造をとる。遷移元素層はGe原子層と充分離れている。高温での帯磁率はCurie-Weiss則に従い、TnはCurie温度とほぼ一致する。この物質について磁気構造を調べるため、JRR-3Mに設置の高分解能粉末中性子回折装置(HRPD)による中性子散乱実験を行った。この測定により2つの遷移元素位置のうち、T(1)サイトはMnが大部分を占め、T(2)サイトはFe,またはCoと余剰のMuが配置しているという結果が得られた。x=4の試料の磁気構造はc軸方向に格子定数の2倍の周期をもつことが判明した。遷移元素層面内で、磁気モーメントは強磁性的に配列しており、Ge層をはさむ遷移元素層同志は互いに反強磁性的に配列している。Mn又はFe原子の磁気モーメントはT(1),T(2)サイトでそれぞれ1.3と0.9$$mu$$$$_{B}$$であり、方向はc軸からわずかにずれている。

論文

Neutron powder diffraction of rhombohedral Y$$_{2}$$Fe$$_{17}$$ and Y$$_{2}$$Fe$$_{17}$$N$$_{3.1}$$

小山 佳一*; 梶谷 剛*; 森井 幸生; 藤井 博信*; 赤山 稔*

Physical Review B, 55(17), p.11414 - 11421, 1997/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.55.11414
 被引用回数：11 パーセンタイル：58.49(Materials Science, Multidisciplinary)

斜方面体晶系を持つY$$_{2}$$Fe$$_{17}$$とその窒化物Y$$_{2}$$Fe$$_{17}$$N$$_{3.1}$$について10Kで高分解能中性子粉末回折実験を行い、得られたデータからリートベルト法による結晶構造解析を行った。その結果、窒素原子は9eサイトを完全に占有し、18gサイトには4%の占有率を持つことが判明した。また、窒化によって鉄の磁気モーメンシが強く影響され、9eサイトに最も近い18fサイトでは最も小さく約2.0H$$_{B}$$を持ち、最も遠い6cサイトでは最も大きく約2.9H$$_{B}$$を持つことも判明した。6cサイトでは鉄-鉄間距離が大きいため、鉄3d電子雲の重なりが少なくなって、大きな磁気モーメントを与えているものと考えられる。

論文

Magnetic properties of ordered perovskite oxide Ba$$_{3}$$ZnU$$_{2}$$O$$_{9}$$

日夏 幸雄

Journal of Alloys and Compounds, 218, p.58 - 63, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)01365-9
 被引用回数：2 パーセンタイル：31.27(Chemistry, Physical)

秩序化ペロブスカイト構造を持つウラン複合酸化物Ba$$_{3}$$ZnU$$_{2}$$O$$_{9}$$を合成し、磁化率を4.2Kから室温まで測定した。何ら磁気的協同現象は4.2Kまで見られず、これはウラン間の最近接距離が4.6$AA$より長いためである。ウランの有効磁気モーメントは0.57$$mu$$$$_{B}$$だった。結晶場パラメータと軌道減少因子と光吸収スペクトルを解析して求めた。有効磁気モーメントと「温度に依存しない磁化率」を求め、実験値と比較し、議論した。

論文

Magnetic properties of tetravalent praseodymium perovskites BaPrO$$_{3}$$, BaCe$$_{y}$$Pr$$_{1-y}$$O$$_{3}$$, and Sr$$_{y}$$Ba$$_{1-y}$$PrO$$_{3}$$

日夏 幸雄

Journal of Solid State Chemistry, 119, p.405 - 411, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0022-4596(95)80059-X
 被引用回数：12 パーセンタイル：48.29(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

4価プラセオジムペロブスカイトBaPrO$$_{3}$$、BaCe$$_{y}$$Pr$$_{1-y}$$O$$_{3}$$、Sr$$_{y}$$Ba$$_{1-y}$$PrO$$_{3}$$を合成し、その磁化率を4.2Kから室温まで測定した。BaPrO$$_{3}$$で見られる磁気的秩序(転移温度11.6K)は、BaサイトをSrで置換するよりも、PrをCeで置換する方がはるかに弱まることがわかった。いずれの化合物でも4.5Kでヒステリシスが見られた。転移温度以上の磁化率は、Pr$$^{4+}$$の小さな磁気モーメントと、大きな温度に依存しない常磁性で特徴付けられることがわかった。Sr$$_{y}$$Ba$$_{1-y}$$PrO$$_{3}$$の有効磁気モーメントはSr置換が進むにつれ、大きくなることもわかり、この結果はSr$$_{y}$$Ba$$_{1-y}$$CeO$$_{3}$$中にドープしたPr$$^{4+}$$の常磁性共鳴吸収の結果に一致した。

論文

Magnetic properties of ordered perovskites Ba$$_{3}$$CaU$$_{2}$$O$$_{9}$$ and Ba$$_{3}$$SrU$$_{2}$$O$$_{9}$$

日夏 幸雄

Journal of Solid State Chemistry, 108, p.356 - 361, 1994/00

https://doi.org/10.1006/jssc.1994.1052
 被引用回数：4 パーセンタイル：22.25(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

秩序化したペロブスカイト構造を持つウラン複合酸化物を合成し、磁化率を4.2Kから室温まで測定した。何ら磁気的協同現象は見られなかった。常磁性共鳴吸収実験を行なったが、オクタヘドラル対称結晶場中にあるウラン5価イオンに帰因するスペクトルは測定されなかった。光吸収スペクトルの解析から結晶場パラメータを解析し、有効磁気モーメントと温度に依存しない磁化率を計算し、実験値と比較した。

論文

Magnetic properties of (U,M)O$$_{2+x}$$ solid solutions with fluorite structure; M=alkaline earth elements, rare earth elements

日夏 幸雄

Journal of Alloys and Compounds, 201, p.139 - 144, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0925-8388(93)90874-M
 被引用回数：2 パーセンタイル：35.7(Chemistry, Physical)

螢石型構造を持つM$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$(M=アルカリ土類元素、希土類元素)固溶体の磁化率を4.2Kから室温まで測定し、磁気的性質に及ぼすM置換と酸素不定比効果について論じた。U$$^{4+}$$にM$$^{3+}$$(またはM$$^{2+}$$)が置換すると、ウランは+5価に酸化された後+6価まで酸化されることが明らかになった。格子間酸素(x$$>$$0)酸素空孔(x$$<$$0)はいずれもウランイオン間の反強磁性相互作用を弱めることも明らかになった。平均原子価に対するウランの有効磁気モーメントの変化から、酸素欠損はウランのモーメントに大きく影響するが、過剰酸素はあまり影響しないことが明らかになった。

論文

Magnetic properties of ordered perovskites Ba$$_{2}$$MUO$$_{6}$$(M=Sc, Y, Gd, Yb, Mn)

日夏 幸雄

Journal of Solid State Chemistry, 105, p.100 - 106, 1993/00

https://doi.org/10.1006/jssc.1993.1197
 被引用回数：11 パーセンタイル：47.87(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

秩序化したペロブスカイト構造を持つウラン複合酸化物Ba$$_{2}$$MUO$$_{6}$$(M=Sc,Y,Gd,Yb,Mn)を合成し、磁化率と常磁性共鳴吸収スペクトルを測定した。Ba$$_{2}$$YUO$$_{6}$$,Ba$$_{2}$$ScUO$$_{6}$$中のU$$^{5+}$$の有効磁気モーメントは異常に小さかった。Ba$$_{2}$$GdUO$$_{6}$$,Ba$$_{2}$$YbUO$$_{6}$$のモーメントは7.74,4.69$$mu$$$$_{B}$$でGd$$^{3+}$$,Yb$$^{3+}$$の理論値に近かった。Ba$$_{2}$$GdUO$$_{6}$$の常磁性共鳴吸収スペクトルが測定でき、g値は1.92だった。Ba$$_{2}$$MnUO$$_{6}$$では、約50K以下でフェリ磁性が見られた。有効磁気モーメントは5.52$$mu$$$$_{B}$$、g値は2.00で、化合物中のマンガンイオンは高スピン状態にある2価であることがわかった。

論文

Magnetic susceptibility and electron paramagnetic resonance studies of tetravalent terbium ions in BaTbO$$_{3}$$ and SrTbO$$_{3}$$

日夏 幸雄

Journal of Solid State Chemistry, 100, p.136 - 140, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0022-4596(92)90163-P
 被引用回数：21 パーセンタイル：68.87(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

4価のテルビウムペロブスカイトBaTbO$$_{3}$$とSrTbO$$_{3}$$を合成し、磁化率と常磁性共鳴吸収(EPR)スペクトルを測定した。両化合物は、32.7,30.5Kで反強磁性転移を示した。有効磁気モーメントは7.96$$mu$$$$_{B}$$で、Tb$$^{4+}$$の理論値に非常に近い。EPRスペクトルは室温で測定でき、g値は2.00,1.97だった。これらの結果から、テルビウムの酸化状態は3価でなく、4価であることがわかった。SrTbO$$_{3}$$のg値が2.00からずれるのは、テルビウムのオクタヘドラル対称結晶場が歪むためである。

報告書

トカマクにおける磁場リップルとのサイクロトロン共鳴による磁気モーメントの発展

田中 正俊*

JAERI-M 91-168, 26 Pages, 1991/10

JAERI-M-91-168.pdf:0.71MB

トロイダル磁場リップルとのサイクロトロン共鳴により、磁気モーメントの変化がおこる場合がある。磁気モーメントに対する運動方程式を離散化して写像として定式化し、それに基づいて磁気モーメントの変化の安定性、十分不安定で運動がストキャスティックになった場合の拡散係数を評価する。

論文

Magnetic susceptibilities of Mg$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$ solid solutions

日夏 幸雄

Journal of Solid State Chemistry, 95, p.430 - 437, 1991/00

https://doi.org/10.1016/0022-4596(91)90125-2
 被引用回数：5 パーセンタイル：27.71(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

螢石型構造を持つMg$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$固溶体を合成し、帯磁率を4.2Kから室温まで測定した。反強磁性転移温度(ネール温度)と有効磁気モーメントは、マグネシウム濃度が増加するにつれ、減少した。x,yの変化に伴う固溶体の磁気的性質の変化を、M$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$(M=Ca$$^{2+}$$,Y$$^{3+}$$,La$$^{3+}$$,Th$$^{4+}$$)固溶体の場合と比較した。Mg$$^{2+}$$の固溶に伴い、ウランは4価から5価に酸化されることがわかった。ウランの平均原子価に対する有効磁気モーメントの変化はCa$$^{2+}$$,Y$$^{3+}$$,La$$^{3+}$$固溶体の場合と同じであった。

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