Electrically tunable spin injector free from the impedance mismatch problem

安藤 和也*; 高橋 三郎; 家田 淳一; 紅林 秀和*; Trypiniotis, T.*; Barnes, C. H. W.*; 前川 禎通; 齊藤 英治

Nature Materials, 10(9), p.655 - 659, 2011/09

https://doi.org/10.1038/nmat3052

Injection of spin currents into solids is crucial for exploring spin physics and spintronics. There has been significant progress in recent years in spin injection into high-resistivity materials, for example, semiconductors and organic materials, which uses tunnel barriers to circumvent the impedance mismatch; the impedance mismatch between ferromagnetic metals and high-resistivity materials drastically limits the spin-injection efficiency. However, because of this problem, there is no route for spin injection into these materials through low-resistivity interfaces, that is, Ohmic contacts, even though this promises an easy and versatile pathway for spin injection without the need for growing high-quality tunnel barriers. Here we show experimental evidence that spin pumping enables spin injection free from this condition; room-temperature spin injection into GaAs from NiFe through an Ohmic contact is demonstrated through dynamical spin exchange. Furthermore, we demonstrate that this exchange can be controlled electrically by applying a bias voltage across a NiFe/GaAs interface, enabling electric tuning of the spin-pumping efficiency.

Inverse spin-Hall effect induced by spin pumping in metallic systems

安藤 和也*; 高橋 三郎; 家田 淳一; 梶原 瑛祐*; 中山 裕康*; 吉野 達郎*; 針井 一哉*; 藤川 安仁*; 松尾 衛*; 前川 禎通; et al.

Journal of Applied Physics, 109(10), p.103913_1 - 103913_11, 2011/05

https://doi.org/10.1063/1.3587173

強磁性/常磁性複層系において、スピンポンピングによって誘起された逆スピンホール効果(ISHE)の系統的な研究を行う。強磁性共鳴により駆動されたスピンポンピングが常磁性層にスピン流を注入し、常磁性層におけるISHEの作用によりスピン流に対して横向きに起電力が生じる。NiFe/Pt薄膜系では、強磁性共鳴条件において印加磁場の向きと直交する方向に起電力が発生することがわかった。起電力のスペクトル形状はローレンツ関数を用いてよく再現され、観測された起電力は完全にスピンポンピング誘起のISHEによるものであることを示している。すなわち、本実験ではその他の外的な磁気電圧効果は排除されている。起電力はマイクロ波強度,印加磁場の方向,薄膜の大きさに対し系統的に変化する。この振る舞いはLandau-Lifshitz-Gilbert方程式に基づく理論計算によりよく再現される。また、この起電力は、NiFeを強磁性絶縁体YFeGaOで置き換えたPt/YFeGaO複層膜系においても観測され、スピンポンピング誘起ISHEが起電力の起源となっていることを示唆している。

シグマ委員会の2003, 2004年度における核データ研究活動

井頭 政之*; 渡辺 幸信*; 深堀 智生; 奥村 啓介; 片倉 純一; 千葉 敏; 柴田 恵一; 山野 直樹*; 中川 庸雄; 小田野 直光*; et al.

日本原子力学会和文論文誌, 6(1), p.85 - 96, 2007/03

https://doi.org/10.3327/taesj.J06.006

本技術資料は、20032004年度におけるシグマ委員会の活動報告をまとめたものである。当該年度に、特殊目的ファイルとして公開したJENDL-HE-2004とJENDL-PD-2004について、その概要を示した。また、その他の活動として、核燃料照射後試験の解析,核図表の作成,天体物理のための核データ評価についても述べた。

Advanced fusion technologies developed for JT-60 superconducting Tokamak

逆井 章; 石田 真一; 松川 誠; 秋野 昇; 安藤 俊就*; 新井 貴; 江里 幸一郎; 濱田 一弥; 市毛 尚志; 礒野 高明; et al.

Nuclear Fusion, 44(2), p.329 - 334, 2004/02

https://doi.org/10.1088/0029-5515/44/2/015

超伝導トカマク装置へのJT-60改修が計画されている。原型炉に繋がる先進的な核融合技術として、JT-60改修装置(JT-60SC)の設計のために超伝導マグネット技術やプラズマ対向機器を開発した。JT-60SCの超伝導トロイダル磁場コイル用として、高い臨界電流密度を可能とする、高い銅比4のニオブアルミ超伝導素線を新規に開発し、量産化に成功した。この素線と、突合せ溶接で作った全長30mの丸穴四角のステンレス製コンジットを用いて、実機サイズのケーブル・イン・コンジット導体を製作した。この導体を使用して、リアクト&ワインド法(熱処理後に巻線作業を行う製作方法)を実証するR&Dを進めている。ニオブアルミ導体の歪み劣化が小さいことを利用したこの製作方法は、将来の大型コイル製作の技術的な信頼性向上と低コストに繋がる先進的な超伝導技術として注目されている。JT-60SCのダイバータへの熱負荷10-15MW/mに耐える機器として、スクリュウ管を銅製ヒートシンクに設け、これと炭素繊維複合材,緩衝材を一体ロウ付けすることで、良好なプラズマ対向機器を開発した。電子ビーム照射試験により、この対向機器は従来のスワール管の場合と比較して約1.5倍の高い熱伝達率を達成することを明らかにした。

Wall conditioning and experience of the carbon-based first wall in JT-60U

正木 圭; 柳生 純一; 新井 貴; 神永 敦嗣; 児玉 幸三; 宮 直之; 安東 俊郎; 平塚 一; 西堂 雅博

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.386 - 395, 2002/09

https://doi.org/10.13182/FST02-A235

JT-60Uでは、大気解放後の第一壁コンディショニングとして、ベーキング,ヘリウムTDC,ヘリウムGDC,トカマク洗浄放電と順次実施し、到達真空度1010Paを達成している。また、酸素不純物を低減するために、デカボラン(BH)を用いたボロナイゼーションを実施しており、プラズマ中の酸素不純物量を0.5%程度まで低減することに成功している。真空容器内に設置されるタイバータタイルは、高熱負荷に晒されるため高い設置精度が要求される。特にテーパー加工はタイルの段差による端部への熱集中を避けるのに有効であり、タイルの損耗を大きく減らすことができた。また、ダイバ-タ領域における堆積量及び損耗量の内外非対称性(ポロイダル方向)からは、外側ダイバータから内側ダイバータへの不純物の輸送が示唆されている。1992年及び1993年には、CFCタイルの化学スパッタリングと酸素不純物の低減を目的として、BC転化CFCタイルを外側ダイバータに設置し、その効果を実証した。JT-60Uのトリチウム挙動を調べるために、第一壁中のトリチウム量及び排ガス中のトリチウム量を測定した。その結果、生成されたトリチウム量の約50%が第一壁に残留していることがわかった。

First test results for the ITER central solenoid model coil

加藤 崇; 辻 博史; 安藤 俊就; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 河野 勝己; 押切 雅幸*; et al.

Fusion Engineering and Design, 56-57, p.59 - 70, 2001/10

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(01)00235-6

ITER中心ソレノイド・モデル・コイルは、1992年より設計・製作を開始し、1999年に完成した。2000年2月末に原研に建設されたコイル試験装置への据え付けが終了し、3月より第1回のコイル実験が開始され、8月末に終了した。本実験により、コイルの定格性能である磁場13Tを達成したとともに、コイルに課せられた設計性能が十分に満足されていることを実証することができた。本論文は、上記実験結果につき、直流通電、急速励磁通電、1万回サイクル試験結果としてまとめる。また、性能評価として、分流開始温度特性、安定性特性、クエンチ特性についても言及する。

マルチアンビルを用いた高温高圧実験; 最近の成果

舟越 賢一*; 内海 渉; 大高 理*; 入舩 徹男*; 井上 徹*; 伊藤 英司*; 桂 智男*; 久保 敦*; 廣瀬 敬*; 安東 淳一*; et al.

岩石鉱物科学, 30(2), p.102 - 103, 2001/03

https://doi.org/10.2465/gkk.30.102

高温高圧下でのX線回折は、地球や惑星内部の岩石・鉱物試料の構造や状態を直接観察することのできる非常に有効な手段である。放射光とマルチアンビルを組み合わせた高温高圧X線回折の歴史は、高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設に初めて一段式マルチアンビルMAX80で実験が開始された1983年から始まる。さらに1997年には一段式よりも高圧力の発生可能な2段式マルチアンビルSPEED-1500による実験がSPring-8で開始され、およそ2500、30GPaまでの高温高圧X線実験が可能になった。本稿ではSPring-8の2段式マルチアンビルを例にとり、最近の研究例を中心に紹介する。

Investigation of plasma facing components in JT-60U operation

正木 圭*; 安東 俊郎; 児玉 幸三; 新井 貴; 閨谷 譲; 芳野 隆治; 辻 俊二; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 笹島 唯之; et al.

Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.390 - 394, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)00638-5

最近のJT-60U実験では、高パワーNBI、LHRFの使用によりプラズマ壁相互作用が激しくなっている。昨年6月、ダイバータ近傍のCFC製第一壁タイルが破損した。この原因は、ディスラプション時のハロー電流による電磁力と考えられる。このタイルの破断に必要な荷重から推定すると、ハロー電流値は約20kAとなる。また、破損したタイルが放電中にポロイダル方向に高速で運動する現象が観測された。昨年8月には、ボルトの緩みにより、ダイバータタイル1枚が離脱し、7枚に深いエロージョンが確認された。昨年11月、ベータ線後方散乱測定法を用いて、ダイバータタイル表面の金属不純物量を測定した。その結果、一昨年と同じ測定部の表面に金属が多く残っており、エロージョンは主にタイルのエッジに集中していることが解った。また、1年間の運転の後でも炭化ボロン層が残っていることも確認された。

ウランシリサイド-アルミニウム分散型燃料の熱伝導率測定

齋藤 順市; 小森 芳廣; 桜井 文雄; 安藤 弘栄

JAERI-M 91-065, 42 Pages, 1991/04

JAERI-M-91-065.pdf:1.31MB

JMTRでは、濃縮度低減化計画の一環として低濃縮燃料の安全評価に資するため、ウランシリサイド-アルミニウム(USi-Al)分散型燃料の熱伝導率を室温から400C近傍まで測定した。熱伝導率は、熱拡散率、熱容量及び密度の積として求めることができる。従って、熱伝導率はこれら3つの物性を個々に測定して決定した。試料の熱拡散率及び熱容量は、レーザーフラッシュ法により測定した。また、温度に依存する密度は、示差熱膨張計により測定した線膨張率から求めた。USi-Al分散型燃料の熱伝導率は、温度上昇とともに僅かに大きくなり、300C近傍で最大となる傾向が認められた。

再処理低レベル放射性廃棄物のプラスチック固化基礎試験

安藤 博*; 多賀 純一*; 松浦 宏之*; 安村 恵二朗*; 南 祐二*; 戸村 寿*; 冨田 俊英*

PNC TJ101 84-15, 370 Pages, 1984/10

PNC-TJ101-84-15.pdf:26.43MB

再処理工場で発生する廃棄物は,貯蔵時の保管管理の安全確保及び将来の処分に適合するよう固化処理する方針がとられている。 本基礎試験は,再処理工場から発生する濃縮廃液(含硝酸塩廃液),焼却灰,銀ゼオライト,活性炭,シリカゲル,スラッジ,雑固体廃棄物等の低レベル放射性廃棄物に関してのプラスチック固化の検討を行い,再処理廃棄物へのプラスチック固化処理技術適用につき評価検討することを目的とした。 本試験では非放射性の模擬廃棄物を用いて,乾燥処理等の前処理をしたのちプラスチック固化体を作製し,前処理法,固化剤,固化処理法を検討した。これにより再処理工場低レベル放射性廃棄物はすべてプラスチック固化処理の対象となりうることを確認するとともに,プラスチック固化処理技術開発にあたっての問題点を抽出し,かつ,処理プロセスの概念を確立した。また,固化体の広範囲な物性試験を実施し,プラスチック固化体の安全性評価に必要なデータを収集した。