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Chong, Y.*; Gholizadeh, R.*; Guo, B.*; 都留 智仁; Zhao, G.*; 吉田 周平*; 光原 昌寿*; Godfrey, A.*; 辻 伸泰*
Acta Materialia, 257, p.119165_1 - 119165_14, 2023/09
被引用回数:4 パーセンタイル:84.87(Materials Science, Multidisciplinary)チタン合金は、優れた歪み硬化能を有する反面、降伏強度が低いという問題を抱えている。ここでは、Ti-12Mo(wt.%)準安定チタン合金の降伏強度の向上における結晶粒の微細化と格子間物質の添加の寄与について検討した。その結果、結晶粒の微細化は材料を強化するどころか、この合金の極限引張強度を低下させることがわかった。この予想外の異常な挙動は、ひずみ誘起マルテンサイト相変態が著しく促進されたことに起因しており、その場観察放射光X線回折分析により、この相が相よりはるかに軟らかいことが初めて明らかになった。また、酸素添加と結晶粒微細化の組み合わせにより、Ti-12Mo-0.3O(wt.%)合金において前例のない強度と延性の相乗効果が得られることが判明した。この三元合金における酸素溶質には2つの有利な点がある。第一に、溶質酸素は、微細な組織においても、歪みによるマルテンサイト相への変態を大きく抑制し、過剰なマルテンサイトによる軟化効果を回避することができる。次に、アトムプローブトモグラフィーで明らかになったように、酸素溶質が双晶境界に偏析しやすい。これにより、変形双晶の成長が抑制され、より広範な双晶の核生成が促進される。本研究で得られた知見は、強靭な準安定チタン合金を設計するための費用対効果の高い根拠となり、この高強度対重量構造材料のさらなる普及に大きな意味を持つ。
Sheng, Q.*; 金子 竜也*; Yamakawa, Kohtaro*; Guguchia, Z.*; Gong, Z.*; Zhao, G.*; Dai, G.*; Jin, C.*; Guo, S.*; Fu, L.*; et al.
Physical Review Research (Internet), 4(3), p.033172_1 - 033172_14, 2022/09
A pyrite system NiSSe exhibits a bandwidth controlled Mott transition via (S,Se) substitutions in a two-step process: the antiferromagnetic insulator (AFI) to antiferromagnetic metal (AFM) transition at 0.45 followed by the AFM to paramagnetic metal (PMM) transition at 1.0. Among a few other Mott systems which exhibit similar two-step transitions, Ni(S,Se) is of particular interest because a large intermediate AFM region in the phase diagram would provide unique opportunities to study the interplay between the spin and charge order. By comparing and combining our muon spin relaxation studies and previous neutron scattering studies, here we propose a picture where the spin order is maintained by the percolation of "nonmetallic" localized and dangling Ni moments surrounded by S, while the charge transition from AFI to AFM is caused by the percolation of the conducting paths generated by the Ni-Se-Ni bonds.
Zhang, W. Q.*; Andreyev, A. N.; Liu, Z.*; Seweryniak, D.*; Huang, H.*; Li, Z. H.*; Li, J. G.*; Guo, C. Y.*; 他34名*
Physics Letters B, 829, p.137129_1 - 137129_7, 2022/06
被引用回数:4 パーセンタイル:76.34(Astronomy & Astrophysics)Prompt and delayed -ray spectroscopy of the neutron-deficient, semi-magic isotope Pb has been performed at the Argonne Gas-Filled Analyzer. A new 5.15(15)-s isomeric state at only 308 keV above the spherical 3/2 ground state is identified and classified as a shape isomer. A strongly-coupled band is observed on top of the isomer, which is nearly identical to the one built on the prolate 7/2[514] Nilsson state in the isotone Hg. Based on this similarity and on the result of the potential-energy surface calculations, the new isomer in Pb is proposed to originate from the same configuration. The retarded character of the 308-keV transition can be well explained by the significant difference between the prolate parent and spherical daughter configurations, leading to the shape isomerism. The combined results of the present work and the previous -decay and laser spectroscopy studies present evidence for triple shape coexistence at low energy in the negative-parity configurations of Pb, which is well reproduced by the potential-energy surface calculations.
Yan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.
Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10
被引用回数:1 パーセンタイル:8.87(Astronomy & Astrophysics)The long-lived Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction Fe(n,)Fe on Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 -ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the Fe(n,)Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.53.5 mb at = 30 keV and 13.41.7 mb at = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of Fe from the Fe(n,)Fe rate are at most 25. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of Fe.
Yan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Karakas, A. I.*; 牧井 宏之; Mohr, P.*; Su, J.*; Li, Y. J.*; et al.
Astrophysical Journal, 848(2), p.98_1 - 98_8, 2017/10
被引用回数:5 パーセンタイル:21.48(Astronomy & Astrophysics)The Zr()Zr reaction cross section is crucial in the modelling of -process nucleosynthesis in asymptotic giant branch stars because it controls the operation of the branching point at the unstable Zr and the subsequent production of Zr. We have carried out the measurement of the Zr(O,O) and Zr(O,O) reactions and obtained the -decay probability ratio of Zr and Zr to determine the Zr()Zr reaction cross sections with the surrogate ratio method. We tested our deduced maxwellian-averaged cross section in stellar models with masses between 2 and 6 and metallicities 0.014 and 0.03. The largest changes - up 80 % variations in Zr - are seen in the models of 3-4 , where the Ne neutron source is mildly activated. The new rate can still provide a match to data from meteoritic stardust silicon carbide grains, provided the maximum mass of the parent stars is below 4 , for a metallicity of 0.03.
Tam, D. M.*; Song, Y.*; Man, H.*; Cheung, S. C.*; Yin, Z.*; Lu, X.*; Wang, W.*; Frandsen, B. A.*; Liu, L.*; Gong, Z.*; et al.
Physical Review B, 95(6), p.060505_1 - 060505_6, 2017/02
被引用回数:23 パーセンタイル:71.49(Materials Science, Multidisciplinary)We use neutron diffraction and muon spin relaxation to study the effect of in-plane uniaxial pressure on the antiferromagnetic (AF) orthorhombic phase in BaFeTAs and its Co- and Ni-substituted members near optimal superconductivity. In the low-temperature AF ordered state, uniaxial pressure necessary to detwin the orthorhombic crystals also increases the magnetic ordered moment, reaching an 11% increase under 40 MPa for BaFeCoAs, and a 15% increase for BaFeNiAs. We also observe an increase of the AF ordering temperature () of about 0.25 K/MPa in all compounds, consistent with density functional theory calculations that reveal better Fermi surface nesting for itinerant electrons under uniaxial pressure. The doping dependence of the magnetic ordered moment is captured by combining dynamical mean field theory with density functional theory, suggesting that the pressure-induced moment increase near optimal superconductivity is closely related to quantum fluctuations and the nearby electronic nematic phase.
Frandsen, B. A.*; Liu, L.*; Cheung, S. C.*; Guguchia, Z.*; Khasanov, R.*; Morenzoni, E.*; Munsie, T. J. S.*; Hallas, A. M.*; Wilson, M. N.*; Cai, Y.*; et al.
Nature Communications (Internet), 7, p.12519_1 - 12519_8, 2016/08
被引用回数:33 パーセンタイル:77.26(Multidisciplinary Sciences)RENiO (RE = rare-earth element) and VO are archetypal Mott insulator systems. When tuned by chemical substitution (RENiO) or pressure (VO), they exhibit a quantum phase transition (QPT) between an antiferromagnetic Mott insulating state and a paramagnetic metallic state. Because novel physics often appears near a Mott QPT, the details of this transition, such as whether it is first or second order, are important. Here, we demonstrate through muon spin relaxation/rotation experiments that the QPT in RENiO and VO is first order: the magnetically ordered volume fraction decreases to zero at the QPT, resulting in a broad region of intrinsic phase separation, while the ordered magnetic moment retains its full value until it is suddenly destroyed at the QPT. These findings bring to light a surprising universality of the pressure-driven Mott transition, revealing the importance of phase separation and calling for further investigation into the nature of quantum fluctuations underlying the transition.
Yan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; 牧井 宏之; Su, J.*; Li, Y. J.*; 西中 一朗; 廣瀬 健太郎; Han, Y. L.*; et al.
Physical Review C, 94(1), p.015804_1 - 015804_5, 2016/07
被引用回数:6 パーセンタイル:44.49(Physics, Nuclear)The relative -decay probability ratios of the neutron resonance states in Zr and Zr populated via two neutron transfer reactions, Zr(O,O)Zr and Zr(O,O)Zr, have been measured to test the validity of the surrogate ratio method (SRM) in determining the (n,) reaction cross section. The cross sections of the Zr(n,)Zr reaction are derived from the experimentally obtained ratios and the cross sections of the Zr(n,)Zr reaction in the equivalent neutron energy range of = 0 - 8 MeV. The deduced cross sections of Zr(n,)Zr reaction agree with the directly measured ones in the low-energy region, and with the evaluated ENDF/B-VII.1 data at higher energies of 3 MeV. The agreement supports the concept of the SRM method to indirectly determine the (n,) reaction cross sections.
Li, G. S.*; Liu, M. L.*; Zhou, X. H.*; Zhang, Y. H.*; Liu, Y. X.*; Zhang, N. T.*; Hua, W.*; Zheng, Y. D.*; Fang, Y. D.*; Guo, S.*; et al.
Physical Review C, 89(5), p.054303_1 - 054303_9, 2014/05
被引用回数:5 パーセンタイル:38.03(Physics, Nuclear)タンデム加速器で88MeVにまで加速されたOビームを用いてYb(O, 4)反応を起こし、Ptの高スピン準位を調べた。その結果、 1(ここではもしくは)配位による正パリティバンドを大幅に拡張するとともに新しく負パリティバンドを同定し、 配位を持つことを明らかにした。また、イラスト準位においてスピンの増加に伴い振動から回転へと構造変化を起こしている可能性について議論した。さらにバンド特性を明らかにするためにTotal Routhian surface計算を行った。
Wang, H. X.*; Zhang, Y. H.*; Zhou, X. H.*; Liu, M. L.*; Ding, B.*; Li, G. S.*; Hua, W.*; Zhou, H. B.*; Guo, S.*; Qiang, Y. H.*; et al.
Physical Review C, 86(4), p.044305_1 - 044305_11, 2012/10
被引用回数:5 パーセンタイル:33.45(Physics, Nuclear)High-spin states in W have been studied using the Nd(Si,5)W reaction at beam energies of 135 and 140 MeV. The previously known bands associated with the 7/2[633], 5/2[512], and 1/2[521] configurations are extended significantly, and the unfavored signature branch of the 1/2[521] band is established for the first time. The band properties, such as level spacings, band-crossing frequencies, alignment gains, and signature splittings, are discussed with an emphasis on the low-spin signature inversion observed in the 5/2[512] band. By comparing the experimental (1)/(2) ratios with the theoretical values, we conclude that the configuration of the 5/2[512] band is quite pure at low spins without appreciable admixture of the 5/2[523] orbit, in conflict with the particle rotor model calculated results.
Zhou, H. B.*; Zhou, X. H.*; Zhang, Y. H.*; Zheng, Y.*; Liu, M. L.*; Zhang, N. T.*; Chen, L.*; Wang, S. T.*; Li, G. S.*; Wang, H. X.*; et al.
European Physical Journal A, 47(9), p.107_1 - 107_7, 2011/09
被引用回数:4 パーセンタイル:32.8(Physics, Nuclear)Pd原子核の高スピン状態を、タンデム加速器及び多重線検出装置GEMINI-IIを用いて、インビーム線核分光法で調べた。既知のバンド, 1/2[550]バンドをより高スピン状態まで拡張した。発見されたバンド交差は陽子の整列によるものであると解釈した。Pdの回転バンドの性質を周辺の核、及びcranked shell modelと比較・議論した。
Gu, B.; Ziman, T.*; Guo, G.-Y.*; 永長 直人; 前川 禎通
Journal of Applied Physics, 109(7), p.070502_1 - 070502_3, 2011/03
表面で発生するスキュー散乱の効果を考えることにより、室温で巨大なスピンホール効果が現れることを理論的に示した。密度汎関数理論と量子モンテカルロ法を組合せ、さまざまな金の中におけるプラチナ不純物によるスピンホール効果を調べた。バルクの金ではスピンホール角は小さいにもかかわらず、金の(111)面において、スピンホール角が0.1よりも大きくなりうること、また金(001)面上では約半分に減少することを示した。この量子モンテカルロによる結果は、プラチナ不純物のスピン軌道相互作用が金の(001)面と(111)面において増大していることを示している。この現象は、プラチナの5dレベルは電荷ゆらぎによってフェルミレベルまで上昇するため、加えてバルクの金や金(001)面上においてはプラチナに対して1つのチャンネルだけであるが、金(111)面上では、2つのチャンネルが存在するために生じることを明らかにした。
Gu, B.; 管井 勇*; Ziman, T.*; Guo, G. Y.*; 永長 直人; 関 剛斎*; 高梨 弘毅; 前川 禎通
Physical Review Letters, 105(21), p.216401_1 - 216401_4, 2010/11
被引用回数:71 パーセンタイル:90.4(Physics, Multidisciplinary)We show, both experimentally and theoretically, a novel route to obtain giant room temperature spin Hall effect due to surface-assisted skew scattering. In the experiment, we report the spin Hall effect in Pt-doped Au films with different thicknesses . The giant spin Hall angle = is obtained for = 10 nm at room temperature, while it is much smaller for = 20 nm sample. Combined and quantum Monte Carlo calculations for the skew scattering due to a Pt impurity show 0.1 on the Au (111) surface, while it is small in bulk Au. The quantum Monte Carlo results show that the spin-orbit interaction of the Pt impurity on the Au (111) surface is enhanced, because the Pt 5 levels are lifted to the Fermi level due to the valence fluctuation. In addition, there are two spin-orbit interaction channels on the Au (111) surface, while only one in bulk Au.
Gu, B.; Gan, J.-Y.*; Bulut, N.*; Ziman, T.*; Guo, G.-Y.*; 永長 直人*; 前川 禎通
Physical Review Letters, 105(8), p.086401_1 - 086401_4, 2010/08
被引用回数:31 パーセンタイル:79.12(Physics, Multidisciplinary)金に含まれる鉄不純物のスピン軌道相互作用による輸送特性を、多軌道アンダーソン模型に量子モンテカルロ法を用いて研究を行った。そして、初めてスピン軌道相互作用がスピン揺らぎにより強い変更を受けることを明らかにした。この仕組みにより、最近観測された金の中の鉄不純物による巨大なスピンホール効果を説明することができた。一方、この効果は異常ホール効果には現れないものである。加えて、スピン軌道相互作用がクーロン相互作用によっても大きな変更を受けることを示した。これらの結果により、金の中の鉄不純物の軌道角運動量に関するこれまでの矛盾を解決することができた。
Chen, L.-M.; 小瀧 秀行; 中島 一久*; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; Gu, Y. Q.*; Peng, H. S.*; Wang, X. X.*; Wen, T. S.*; et al.
Physics of Plasmas, 14(4), p.040703_1 - 040703_4, 2007/04
被引用回数:36 パーセンタイル:75.52(Physics, Fluids & Plasmas)レーザーの自己導波の調査のため、長いunderdenseのプラズマと100TWレーザーパルスの相互作用実験を行い、レイリー長の約20倍の10mmという非常に長いプラズマチャネルを観測した。レーザーパルスがチャネル中で曲がること、及び電子キャビティ形成が実験的に初めて観測された。
Zhou, X. H.*; Xing, Y. B.*; Liu, M. L.*; Zhang, Y. H.*; Guo, Y. X.*; Ma, L.*; Lei, X. G.*; Guo, W. T.*; 大島 真澄; 藤 暢輔; et al.
Physical Review C, 75(3), p.034314_1 - 034314_17, 2007/03
被引用回数:18 パーセンタイル:73.87(Physics, Nuclear)タンデム加速器からのOビームを用い、多重線検出装置GEMINI-IIにより、重イオン核反応後の即発線を測定し、Ptの高励起状態を調べた。及び配位の上に立つ既知のバンドは高励起状態まで拡張され、及び Nilsson軌道に起因する新たな回転バンドが観測された。Total Routhian surface計算は変形の遷移核であるPtが及びに対して非常に柔らかいことを示唆した。観測されたバンドの性質を近傍核と比較し、cranked shell模型により解釈を行った。
Zhang, Y. H.*; Zhou, X. H.*; He, J. J.*; Liu, Z.*; Fang, Y. D.*; Guo, W. T.*; Lei, X. G.*; Guo, Y. X.*; Ndontchueng, M. M.*; Ma, L.*; et al.
International Journal of Modern Physics E, 15(7), p.1437 - 1445, 2006/10
被引用回数:3 パーセンタイル:28.19(Physics, Nuclear)タンデム加速器施設において多重線検出装置GEMINI-IIを用いたインビーム線核分光実験により、高スピン核構造が未知である陽子数,中性子数ともに奇数である奇奇核Auの回転バンドにおける低スピン指標逆転現象を探索した。これら3つの核のバンドを同定し、高スピン状態まで拡張することに成功した。特に、Auにおいてバンドと基底状態回転バンドの間のバンド間転移が確立され、バンドのスピン・パリティを決めることができた。この結果、これら3つの核の回転バンドで低スピン指標逆転現象が見つかった。
Zhou, X. H.*; Ma, L.*; Xing, Y. B.*; Zhang, Y. H.*; Guo, Y. X.*; Lei, X. G.*; Xie, C. Y.*; 大島 真澄; 藤 暢輔; 小泉 光生; et al.
European Physical Journal A, 28(3), p.271 - 275, 2006/06
被引用回数:2 パーセンタイル:21.09(Physics, Nuclear)タンデム加速器施設の多重線検出装置GEMINI-IIを用いて、Tl原子核の励起状態の核構造をインビーム線核分光法で調べた。オブレート変形(蜜柑形)を有する配位の上に立つ回転バンドがTl核で同定された。重いTlの奇奇核同位体のバンドの系統性から、Tlにおける新回転バンドのスピンパリティを提案した。この新しいバンドは低スピンにおいて指標逆転を示すことがわかった。この現象はスピン依存の陽子-中性子残留相互作用を考慮したtwo-quasiparticle plus rotor模型により定性的に解釈できることを示した。
Gu, B.; Ziman, T.*; Guo, G.-Y.*; 永長 直人*; 前川 禎通
no journal, ,
We show theoretically a novel route to obtain giant room temperature spin Hall effect (SHE) using surface-assisted skew scattering. By a combined approach of density functional theory and the quantum Monte Carlo (QMC) method, we have studied the SHE due to a Pt impurity in different Au hosts. We show that the spin Hall angle (SHA) could become larger than 0.1 on the Au (111) surface, and decreases by about a half on the Au (001) surface, while it is small in bulk Au. The QMC results show that the spin-orbit interaction (SOI) of the Pt impurity on the Au (001) and Au (111) surfaces is enhanced, because the Pt 5d levels are lifted to the Fermi level due to the valence fluctuations. In addition, there are two SOI channels on the Au (111) surface, while only one for Pt either on the Au (001) surface or in bulk Au.