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村井 直樹; 福田 竜生; 中島 正道*; 河村 光晶*; 石川 大介*; 田島 節子*; Baron, A. Q. R.*
Physical Review B, 101(3), p.035126_1 - 035126_6, 2020/01
被引用回数：5 パーセンタイル：33.01(Materials Science, Multidisciplinary)非弾性X線散乱を用いたFeSe超伝導体のフォノン研究について報告する。実験的に決定したフォノン分散と非磁性相の密度汎関数理論(DFT)とを比較を行うと、両所の間には顕著な不一致が見られた。FeSeは磁気秩序を示さないにもかかわらず、スピン偏極DFTを用いることによって初めて実験結果は再現される。この解析は、強いスピン揺らぎを内在した常時性状態における近似を与える。
-site randomness on the antiferroelectric/relaxor nature of the ground state; Diffuse and inelastic X-ray scattering study of Pb(In
Nb)O
大和田 謙二*; 塚田 慎也*; 福田 竜生; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 水木 純一郎*; 大和 英弘*; 安田 直彦*; 寺内 暉*
Physical Review B, 98(5), p.054106_1 - 054106_10, 2018/08
被引用回数：3 パーセンタイル：15.56(Materials Science, Multidisciplinary)The effect of -site randomness on the antiferroelectric/relaxor nature of the ground state was investigated by studying diffuse and inelastic X-ray scattering from ordered and disordered Pb(InNb)O (O- and D-PIN) single crystals. The diffuse scattering measurement of O-PIN (antiferroelectric at 
) shows the existence of ferroelectrically interactive local polarization above 
. Inelastic X-ray scattering shows that the transverse-acoustic (TA) and transverse-optic (TO) modes are dominant at 
800 K, while the central peak (CP) and TA modes are coupled and majorly contribute to the critical behavior of the diffuse scattering at . Upon these results, the -site randomness is discussed in terms of suppressing the antiferroelectric instability and enhancing the polarization fluctuation.
細川 伸也*; 木村 耕治*; 山崎 倫昭*; 河村 能人*; 吉田 亨次*; 乾 雅祝*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 川北 至信; 伊藤 晋一*
Journal of Alloys and Compounds, 695, p.426 - 432, 2017/02
被引用回数：3 パーセンタイル：16.72(Chemistry, Physical)Inelastic X-ray scattering (IXS) was performed on polycrystalline Mg
Zn
Y
and Mg
Zn
Y
alloys with synchronized long-period stacking ordered (LPSO) phase for investigating the impurity effects in the microscopic elastic properties. Inelastic neutron scattering (INS) was also carried out on the former alloy. LA modes were clearly observed in the IXS spectra of both the LPSO alloys, while TA modes can mainly be detected in the second Brillouin zone. Broader inelastic signals and larger quasielastic peaks are characteristic due to the phonon scattering by the Zn/Y impurities. Only the TA excitation energies increase by adding the impurities, which indicates a harder stiffness of the bond angles relating to the L1-type clusters in the LPSO alloys. New dispersion-less excitation modes are observed at about 10 meV by adding the Zn/Y impurities. By comparing with the INS data, the contributions of the impurities to these excitations are discussed using differences in the scattering cross-sections between neutrons and X-rays.
As using high-resolution inelastic X-ray scattering村井 直樹*; 福田 竜生; 小林 達也*; 中島 正道*; 内山 裕士*; 石川 大介*; 筒井 智嗣*; 中村 博樹; 町田 昌彦; 宮坂 茂樹*; et al.
Physical Review B, 93(2), p.020301_1 - 020301_5, 2016/01
被引用回数：7 パーセンタイル：34.12(Materials Science, Multidisciplinary)Phonon spectra of detwinned SrFeAs crystals, as measured by inelastic X-ray scattering, show clear anisotropyaccompanying the magnetostructural transition at 200 K. We model the mode splitting using magnetic DFT calculations, including a phenomenological reduction in force-constant anisotropy that can be attributed to magnetic fluctuations. This serves as a starting point for a general model of phonons in this material applicable to both the antiferromagnetically ordered phase and the paramagnetic phase. Using this model, the measured splitting in the magnetic phase below T
, and the measured phonon linewidth, we set a lower bound on the mean magnetic fluctuation frequency above T at 210 K.
福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 内山 裕士*; 中村 博樹; 石角 元志*; 町田 昌彦; 社本 真一
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 3(2), p.290 - 293, 2015/07
Using inelastic X-ray scattering (IXS), we investigated acoustic phonons of PrFeAsO precisely in order to select between two different models based on first principles calculations: the in-plane soft and clipped model. These models predict slightly different phonon intensities, and, in particular, different contamination of the longitudinal acoustic (LA) phonon spectra by transverse acoustic (TA) phonon modes. We were able to reduce the contamination with improved 
resolution, but the data quality was not sufficient to clearly decide between our models. Based on 
dependence there appears to be slightly better agreement with the in-plane soft model at room temperature.
Ru
)
Sb
investigated by inelastic X-ray scattering筒井 智嗣; 金子 耕士; 宮崎 亮一*; 東中 隆二*; 青木 勇二*; 小林 理気*; 脇本 秀一; Baron, A. Q. R.*; 菅原 仁*; 佐藤 英行*
JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011060_1 - 011060_5, 2014/06
We have investigated the Ru/Os concentration dependence of the Pr guest mode in Pr(OsRu)Sb and its variation with temperature. The Pr guest mode at 3.2 meV in PrOsSb at the N point linearly shifts to a higher energy with the substitution of Ru into the Os site. The energy of the Pr guest mode decreases with decreasing temperature for all compositions, indicating the presence of an anharmonic potential at the Pr site. The slope of the temperature dependence of the guest mode energy is steeper for pure PrOsSb than for the other Pr(OsRu)Sb compounds we measured. The present results imply the importance of the transition metal in determining anharmonicity in Pr(OsRu)Sb.
土居 篤典*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; 筒井 智嗣*; 奥山 大輔*; 田口 康二郎*; 有馬 孝尚*; Baron, A. Q. R.*; 十倉 好紀*
Physical Review B, 90(8), p.081109_1 - 081109_4, 2014/01
被引用回数：17 パーセンタイル：58.39(Materials Science, Multidisciplinary)The phonon dynamics of spin-state crossover for perovskite LaCoO was investigated using infrared and inelastic X-ray spectroscopy. We observed that the Co-O bond stretching phonons couples to the thermally excited spin-state. The momentum dispersion of the optical mode is anomalously dispersionless (less than 3 meV), and this supports the spin-state disproportionation scenario. The steep enhancement of spin-state fluctuation compared to the charge gap suggests the density dependent spin state disproportionation; a simple low spin (LS)/high spin (HS)- or LS/intermediate spin (IS)-state disproportionation is realized at the initial stage with dilute HS- (or IS-) state density, while the complex spin-state disproportionation involving all of the LS-, IS- and HS-state is formed when the density of HS- (or IS-) state is enhanced.
BaMnO酒井 英明*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; Bahramy, M. S.*; 奥山 大輔*; 有田 亮太郎*; 有馬 孝尚*; Baron, A. Q. R.*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*
Physical Review B, 86(10), p.104407_1 - 104407_11, 2012/09
被引用回数：30 パーセンタイル：74.69(Materials Science, Multidisciplinary)Infrared optical and inelastic X-ray scattering spectra have been systematically investigated in combination with first-principles calculations for paraelectric and antiferromagnetic perovskite SrBaMnO single crystals, which are close to a ferroelectric transition arising from off-center displacement of magnetic Mn
ions. One optical phonon rapidly softens toward zero frequency at room temperature with increasing 
. This soft-mode behavior is also reproduced by the first-principles calculations, from which we have predicted the vibration mode of all the optical phonons. Below the antiferromagnetic-transition temperature, the soft mode hardens with decreasing temperature and then resoftens toward the lowest temperature.
田口 康二郎*; 酒井 英明*; 奥山 大輔*; 石渡 晋太郎*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; 橋爪 大輔*; 賀川 史敬*; 高橋 陽太郎*; 島野 亮*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 407(11), p.1685 - 1688, 2012/06
被引用回数：5 パーセンタイル：23.98(Physics, Condensed Matter)Perovskite-type manganites exhibit various interesting phenomena arising from complex interplay among spin, charge, orbital, and lattice degrees of freedom. As the respective examples, perovskite-type YMnO and SrBaMnO are discussed. In the YMnO, the ferroelectric lattice distortion associated with the 
-type spin order is observed for the first time. Displacement-type ferroelectricity with off-center magnetic ions is discovered for Sr
BaMnO, which shows both large polarization value and strong coupling between ferroelectricity and magnetism.
Nb)O
大和田 謙二; 福田 竜生; 水木 純一郎; 廣田 和馬*; 寺内 暉*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 大和 英弘*; 安田 直彦*
Journal of the Korean Physical Society, 59(3), p.2509 - 2514, 2011/09
被引用回数：2 パーセンタイル：20.16(Physics, Multidisciplinary)Pb(InNb)O(PIN)はペロヴスカイトBサイトの秩序度により反強誘電状態,強誘電状態,リラクサー状態を取りうる物質である。秩序PINは鉛複合ペロヴスカイトPb(B'B'')OにおいてBサイトランダムネスのない系であり、Bサイトランダムネスによる反強誘電状態/リラクサー状態の起源を探るには理想的な物質である。われわれはX線非弾性散乱実験を行った。準弾性散乱(QE)は臨界スローダウンを示し横波音響(TA)フォノンは反強誘電転移点(
)までソフト化を示す一方、横波光学モードは低温までソフト化を続けた。これらの結果は、反強誘電相転移はQEの起源とTAフォノンによるものであるが、強誘電相関は確固としてその背後に存在していることを示している。これらの結果を元に、Bサイトランダムネスの効果について議論する。
福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 社本 真一; 石角 元志; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; et al.
Physical Review B, 84(6), p.064504_1 - 064504_13, 2011/08
被引用回数：9 パーセンタイル：39.35(Materials Science, Multidisciplinary)Phonons in single crystals of PrFeAsO are investigated using high-resolution inelastic X-ray scattering and 
calculations. Extensive measurements show some changes in phonon spectra with temperature and/or doping. However, we compare our measurements with several calculations and find that the experimentally observed changes are much smaller than differences between the experimental data and the calculations. Agreement is improved if magnetism is included in the calculations, but still large disagreement remains. Several modifications of the calculations are considered and the best agreement is obtained from modifying the non-magnetic model by softening only the in-plane nearest-neighbor Fe-As force constant. Fluctuating magnetism may be a partial explanation for the failure of the calculations, but seems incomplete in the face of the similarity of the measured phonon response in all the systems investigated here including those known to have static magnetism.
via inelastic X-ray scattering福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 社本 真一; 石角 元志; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB015_1 - SB015_4, 2011/01
被引用回数：1 パーセンタイル：11.35(Physics, Multidisciplinary)高分解能非共鳴X線非弾性散乱法及び第一原理計算により、PrFeAsOのフォノンを調べた。ドープ量及び温度変化の測定の結果、小さな変化が存在することがわかった。しかしそれ以上に非常に大きな不一致が、測定結果と第一原理計算結果との間に見られることがわかった。この不一致は、鉄原子の磁気モーメントの秩序を取り入れることで改善するが、対応する磁気秩序を示す物質のT以下の測定との不一致でさえ大きく残っている。われわれは第一原理計算結果を修正する幾つかのモデルを考えたが、最も良く実験結果を説明できるものは、鉄原子と砒素原子間の相関をFeAs面内方向のみ弱めたモデルであった。第一原理計算の不完全性は、磁気揺らぎを取り入れることで一部説明できるが、われわれの測定した不一致を考えると、完全ではないように思われる。
福田 竜生; Baron, A. Q. R.*
SPring-8 Research Frontiers 2008, p.90 - 91, 2009/09
X線非弾性散乱により、LaFeAsOF及びPrFeAsOの格子振動の測定を行った。3種類の粉末試料の測定により格子振動の状態密度が、PrFeAsO単結晶試料の測定により格子振動の分散関係が決定される。その結果、室温での全測定結果を矛盾なく説明するモデルは、第一原理計算の計算結果においてFe-As間のバネ定数を30%弱めることで得られることがわかった。
revealed by the absence of an anomaly in 
-polarized phonon dispersion梶本 亮一; 佐賀山 基*; 佐々井 健蔵*; 福田 竜生; 筒井 智嗣*; 有馬 孝尚*; 廣田 和馬*; 三井 由佳利*; 吉澤 英樹*; Baron, A. Q. R.*; et al.
Physical Review Letters, 102(24), p.247602_1 - 247602_4, 2009/06
被引用回数：12 パーセンタイル：59(Physics, Multidisciplinary)TbMnO exhibits a spontaneous electric polarization along 
concomitantly with a spiral spin ordering modulated along 
below 
= 28 K. We have performed inelastic X-ray scattering measurements on a single crystal of TbMnO to clarify whether phonon anomalies related to the ferroelectricity exist. We measured transverse modes, especially the Mn-O-Mn bending mode polarized along and propagating along , which we expect is most relevant to the ferroelectricity. However, no anomaly was found in the phonon dispersion below 50 meV across . The present result suggests that the mechanism of ferroelectricity in TbMnO is different from that of a conventional displacive-type ferroelectric. The weak coupling between electric polarization and lattice in TbMnO strongly suggests that the ferroelectricity is mainly derived from the spiral spin ordering.
Nb)O and ferroelectric correlation in antiferroelectric Pb(InNb)O大和田 謙二; 廣田 和馬*; 寺内 暉*; 福田 竜生; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 水木 純一郎; 大和 英弘*; 安田 直彦*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 34(1), p.19 - 22, 2009/03
Pb(InNb)O(PIN)はBサイトの秩序度を変えることにより、反強誘電体(完全秩序化),強誘電体(部分秩序化),リラクサー(完全無秩序化)の状態を取りうる。筆者らがこれまでに行ったX線非弾性散乱の結果から、PINにおいては反強誘電,強誘電不安定性が共存しBサイトのランダムネスによってその不安定性が制御され、反強誘電からリラクサーまでの各相が現れるモデルを提案した。今回われわれは、このモデルの妥当性を調べるためにリラクサーPINのフォノン,反強誘電PINの散漫散乱に注目した。リラクサーPINのフォノンはゾーン境界で反強誘電相関を示す弱いソフト化を示した。一方、反強誘電PINにおいてはゾーン中心において散漫散乱が観測され強誘電相関の存在を示唆する結果を得た。これらの結果は、われわれの提案した反強誘電相関と強誘電相関の共存を示すものである。
F and PrFeAsO via inelastic X-ray scattering and first-principles calculation福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 社本 真一; 石角 元志; 中村 博樹; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 筒井 智嗣*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 77(10), p.103715_1 - 103715_4, 2008/10
被引用回数：42 パーセンタイル：83.23(Physics, Multidisciplinary)X線非弾性散乱により、LaFeAsOF(=0, 0.1)及びPrFeAsO(
0.1)の格子振動の測定を行った。3種類の粉末試料の測定により格子振動の状態密度が、PrFeAsO単結晶試料の測定により格子振動の分散関係が決定される。その結果、室温での全測定結果を矛盾なく説明するモデルは、第一原理計算の計算結果においてFe-As間のバネ定数を30%弱めることで得られることがわかった。
Nb)O revealed by changing B-site randomness; Inelastic X-ray scattering study大和田 謙二; 廣田 和馬*; 寺内 暉*; 福田 竜生; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 水木 純一郎; 大和 英弘*; 安田 直彦*
Physical Review B, 77(9), p.094136_1 - 094136_8, 2008/03
被引用回数：18 パーセンタイル：59.93(Materials Science, Multidisciplinary)Pb(InNb)Oは、Bサイトのランダムネスの効果により反強誘電から強誘電リラクサーまで幅広い状態を取りうる。われわれは基底状態がBサイトイトランダムネスの影響で大きく変わることについての理由を探るべく、高分解能X線非弾性散乱を用いてBサイトランダムネスとフォノンの関係を調べた結果、反強誘電領域においても強い強誘電ソフトモードが存在することを明らかにし、次のようなストリーを提案した。PINにおいては反強誘電不安定性と強誘電不安定性が共存しており、perfectly ordered PINの場合反強誘電不安定性が優勢となっている。そこに、Bサイトランダムネスが導入されると反強誘電不安定性が真っ先に抑制される。一方、強誘電不安定性はランダムネスの影響を受けにくいため、Bサイトランダムネスが導入されても強誘電不安定性は残り、そこで初めて強誘電性が顔を出す。しかし、Bサイトが完全無秩序の場合は長距離秩序に至らないため、ナノスケール強誘電領域にとどまりリラクサー状態が発現する。
de Boissieu, M.*; Francoual, S.*; Minalkovi
, M.*; 柴田 薫; Baron, A. Q. R.*; Sidis, Y.*; 石政 勉*; Wu, D.*; Lograsso, T.*; Regnault, L.-P.*; et al.
Nature Materials, 6(12), p.977 - 984, 2007/12
被引用回数：42 パーセンタイル：81.31(Chemistry, Physical)局所構造及び(周期性又は準周期性)長距離秩序のそれぞれが格子振動に及ぼす影響を研究する目的でZn-Mg-Sc正20面体準結晶及びZn-Sc周期性1/1近似結晶の単結晶を用いた非弾性中性子,X-ray散乱実験を実施した。全体的な格子振動の相似性や横波分散関係に擬ギャップが共通して存在する等の定性的な相似性を別にすると、準結晶中と近似結晶中の格子振動には定量的な違いが観測された。例えば近似結晶中の格子振動の方が擬ギャップが大きくはっきりしている点である。またこれらの実験結果は精密原子構造モデルと振動型ペアポテンシャルをもとにしたシミュレーションと比較が行われよく再現されることが明らかになった。
Hoesch, M.*; 福田 竜生; 水木 純一郎; 竹之内 智大*; 河原田 洋*; Sutter, J. P.*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 長尾 雅則*; 高野 義彦*
Physical Review B, 75(14), p.140508_1 - 140508_4, 2007/04
被引用回数：35 パーセンタイル：77.49(Materials Science, Multidisciplinary)CVD法を用いて作成した、超伝導(転移温度4.2K)を示す高品質のボロンドープダイヤモンド薄膜試料を用い、非弾性X線散乱によってフォノンの測定を行った。同じくCVD法を用いて作成した、ボロンをドープしていないダイヤモンド薄膜試料のフォノンも測定し、これとの比較によって、[111]及び[001]方向ともに、音響モードはほとんど変化ないのに対し、光学モードはブリルアンゾーン境界で約2meV、ブリルアンゾーン中心(
点)付近で約8meVソフト化していることがわかった。この実験結果から電子格子相互作用係数を見積もると約
=0.33となり、これは、点を中心とするフェルミ面と光学モードとの相互作用を通じて電子対を形成するという理論モデルを支持するものとなっている。
SrCuO (0
0.29)福田 竜生; 水木 純一郎; 池内 和彦*; 山田 和芳*; Baron, A. Q. R.*; 筒井 智嗣*
Physical Review B, 71(6), p.060501_1 - 060501_4, 2005/02
被引用回数：58 パーセンタイル：86.24(Materials Science, Multidisciplinary)LaSrCuO (=0.12, 0.29)のX線非弾性散乱実験を行い、[100]方向へのCu-O伸縮フォノンを調べた。このLOフォノンモードは、の増加に伴い、
0.15でエネルギーの低下(ソフトニング)が存在することが中性子散乱実験によりわかっていたが、今回、=0.29の試料ではソフトニングが回復していることがわかった。=0.29は超伝導相が抑制され、典型金属相になっている。これは、このLOフォノンモードと超伝導との一対一対応があることを示唆する結果である。
