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論文

2022年度6月企画シンポジウム開催報告記

安岡由美*; 藤田博喜; 辻智也; 辻口貴清*; 佐々木道也*; 宮崎寛之*; 橋間俊*; 保田浩志*; 嶋田和真; 廣田誠子*

保健物理(インターネット), 57(3), p.146 - 155, 2022/12

https://doi.org/10.5453/jhps.57.146

本報告は、2022年6月28日と29日の2日間にわたり開催された日本保健物理学会(JHPS)の2022年度企画シンポジウムの概要について報告するものである。なお、今回の企画シンポジウムはオンライン会場を主としつつも、希望者が集まって顔を合わせながら接続できる会場が設置されるハイブリッド開催の運びとなり、対面の良さとオンラインの手軽さの両方の利点を上手く活かせたシンポジウムであった。

論文

Experimental study of Gamow-Teller transitions via the high-energy-resolution $^{18}$ O(He,) $^{18}$ F reaction; Identification of the low-energy "super" -Gamow-Teller state

藤田浩彦*; 藤田佳孝*; 宇都野穣; 吉田賢市*; 足立竜也*; Algora, A.*; Csatls, M.*; Deaven, J. M.*; Estevez-Aguado, E.*; Guess, C. J.*; et al.

Physical Review C, 100(3), p.034618_1 - 034618_13, 2019/09

AA2019-0318.pdf:1.1MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.034618

被引用回数：12 パーセンタイル：77.09(Physics, Nuclear)

大阪大学のリングサイクロトロンにて $^{18}$ O(He,) $^{18}$ F反応実験を行い、その荷電交換反応の断面積から、 $^{18}textrm{O}to^{18}textrm{F}$ のガモフテラー遷移分布の励起エネルギー分布を測定した。その結果、 $^{18}$ Fの基底状態へのが3.1と非常に大きく、その他の励起状態への遷移強度は小さいことがわかった。この実験結果を大規模殻模型計算や乱雑位相近似計算と比較し、基底状態への強い遷移が理論計算によってよく説明されることがわかった。

論文

Ecological and genomic profiling of anaerobic methane-oxidizing archaea in a deep granitic environment

伊能康平*; Hernsdorf, A. W.*; 今野祐多*; 幸塚麻里子*; 柳川克則*; 加藤信吾*; 砂村道成*; 広田秋成*; 東郷洋子*; 伊藤一誠*; et al.

ISME Journal, 12(1), p.31 - 47, 2018/01

https://doi.org/10.1038/ismej.2017.140

被引用回数：49 パーセンタイル：91.33(Ecology)

岐阜県瑞浪市の超深地層研究所において、深度300メートルの地下水を地下坑道から採取し、地下微生物の生態系を調査した。その結果、花崗岩深部でマグマ由来のメタンに依存した微生物生態系が存在することを明らかにした。

論文

Deep microbial life in high-quality granitic groundwater from geochemically and geographically distinct underground boreholes

伊能康平*; 今野祐多*; 幸塚麻里子*; 廣田明成*; 東郷洋子*; 福田朱里*; 小松大介*; 角皆潤*; 田辺章文*; 山本智*; et al.

Environmental Microbiology Reports (Internet), 8(2), p.285 - 294, 2016/04

https://doi.org/10.1111/1758-2229.12379

被引用回数：26 パーセンタイル：68.59(Environmental Sciences)

瑞浪超深地層研究所の深度300mの花崗岩中の地下水を対象として、ボーリング孔を利用した微生物特性の調査を行った。ボーリング孔から得られた地下水は、当初、好気性の水素酸化に関わるHydrogenophaga spp.が優勢種であったが、3年後にはNitrospirae門の微生物が優勢種となった。後者の微生物種は系統学的に深部地下水や陸域の温泉水において観察される種であり、この地域の土着の微生物種と考えられた。

論文

Biogeochemical signals from deep microbial life in terrestrial crust

鈴木庸平*; 今野祐多*; 福田朱里*; 小松大介*; 廣田明成*; 渡邊勝明*; 東郷洋子*; 森川徳敏*; 萩原大樹; 青才大介*; et al.

PLOS ONE (Internet), 9(12), p.e113063_1 - e113063_20, 2014/12

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0113063

被引用回数：12 パーセンタイル：34.33(Multidisciplinary Sciences)

土岐花崗岩が対象として掘削された深層ボーリング孔において、深部地下水中の微生物特性の調査を行った。その結果、低硫酸濃度環境下において、微生物的硫酸還元に伴う硫黄同位体分別が認められた。また、硫黄同位体分別の大きな同位体比および炭素同位体比は、メタン生成菌の活性が低いことを示唆した。これらの特徴は、低栄養環境である深部火成岩中の微生物生態系の特徴と考えられた。

論文

Damped soft phonons and diffuse scattering in (Bi $_{1/2}$ Na $_{1/2}$ )TiO $_{3}$

松浦直人*; 飯田裕之*; 廣田和馬*; 大和田謙二; 野口祐二*; 宮山勝*

Physical Review B, 87(6), p.064109_1 - 064109_10, 2013/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.064109

被引用回数：30 パーセンタイル：74.44(Materials Science, Multidisciplinary)

(Bi $_{1/2}$ Na $_{1/2}$ )TiO $_{3}$ においては600K付近を最大とする誘電率の緩やかな温度変化の他、それに伴う圧電効果の減少が脱分極温度460K-480Kより上で観測される。その起源を中性子散乱を用いて調べた。その結果、点近傍で強く過減衰したwater-fall的ソフトフォノンが脱分極温度付近で観測されたほか、M点においては誘電率の温度依存性に対応する温度依存性を持つ超格子反射が観測された。これらは、正方晶/菱面体晶相が共存するなかでの強誘電クラスターのダイナミックな性質、これらは脱分極やwater-fallを与える、が重要であることを示している。

論文

Effect of B-site randomness on the antiferroelectric/relaxor nature of the ground state; Inelastic X-ray scattering study of Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$

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

https://doi.org/10.3938/jkps.59.2509

被引用回数：2 パーセンタイル：20.16(Physics, Multidisciplinary)

Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ (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 $_{3}$ 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( $T_{rm N}$ )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。

論文

Contribution of intermediate submicrometer structures to physical properties near $_{rm c}$ in Pb(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$ )O $_{3}$ -9%PbTiO $_{3}$ PbTiO $_{3}$

大和田謙二; 水木純一郎; 並河一道*; 松下三芳*; 下村晋*; 中尾裕則*; 廣田和馬*

Physical Review B, 83(22), p.224115_1 - 224115_7, 2011/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.224115

被引用回数：8 パーセンタイル：36.17(Materials Science, Multidisciplinary)

コヒーレントX線回折法,X線散漫散乱法,通常のX線回折法,誘電率測定を相補利用した結果、Pb(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$ )O $_{3}$ -9%PbTiO $_{3}$ においてマクロスケール,ミクロスケール,ナノスケールといった多重距離スケールを考慮した取り扱いが可能になり、それぞれのスケール階層の物性への寄与が議論できるようになった。

論文

Magnetic and superconducting properties of CeRhGe and CePtSi

広瀬雄介*; 西村尚人*; 本多史憲*; 杉山清寛*; 萩原政幸*; 金道浩一*; 竹内徹也*; 山本悦嗣; 芳賀芳範; 松浦直人*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(2), p.024711_1 - 024711_12, 2011/02

https://doi.org/10.1143/JPSJ.80.024711

被引用回数：7 パーセンタイル：47.32(Physics, Multidisciplinary)

Magnetic and superconducting properties of CeRhGe and CePtSI have been investigated by bulk property measurements and neutron scattering experiments. CeRhGe was found to order antiferromagnetically with an ordered moment 1.3 $mu_{rm B}$ /Ce along the -axis of the orthorhombic unit cell. High pressure resistivity measurements revealed a suppression of the antiferromagnetic transition with increasing pressure and the occurrence of superconductivity near the critical pressure where antiferromagnetism vanishes. Quantum-critical characteristics are expected to these compounds.

論文

Unconventional ferroelectric transition in the multiferroic compound TbMnO $_{3}$ 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

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.247602

被引用回数：12 パーセンタイル：59(Physics, Multidisciplinary)

TbMnO $_{3}$ exhibits a spontaneous electric polarization along concomitantly with a spiral spin ordering modulated along below $_{rm c}$ = 28 K. We have performed inelastic X-ray scattering measurements on a single crystal of TbMnO $_{3}$ 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 $_{rm c}$ . 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 $_{3}$ strongly suggests that the ferroelectricity is mainly derived from the spiral spin ordering.

論文

Antiferroelectric correlation in relaxor Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ and ferroelectric correlation in antiferroelectric Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$

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

https://doi.org/10.14723/tmrsj.34.19

Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ (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。

論文

Intrinsic ferroelectric instability in Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ 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

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.094136

被引用回数：18 パーセンタイル：59.93(Materials Science, Multidisciplinary)

Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ 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。

論文

Coherent X-ray diffraction for domain observation

大和田謙二; 並河一道; 水木純一郎; 下村晋*; 中尾裕則*; 伊藤和輝*; 松下三芳*; 米田安宏; 村上洋一*; 廣田和馬*

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 32(1), p.7 - 10, 2007/03

第三世代放射光の登場によりコヒーレントX線回折(CXD)が現実的になってきた。その手法は固体物理に適用されることが期待されている。CXDによるX線スペックルパターンは物質内部の粒子やドメインの配列をよく反映する。そのような配列を理解することは誘電体,圧電体,フォトニック結晶など物質の機能発現を理解するうえで重要となる。われわれはスプリングエイトのBL22XUにおいてCXDができるように装置群を整備した。それらを使い、合金Cu $_{3}$ Au,誘電体PZN-9%PT,Sr-doped BaTiO $_{3}$ のスペックルパターンの観測に成功した。それらの二次元フーリエ像は空間自己相関関数を与え、ミクロスケールのドメイン配列の情報を与える。

論文

Spatial distribution of the B-site inhomogeneity in an Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ single crystal studied by a complementary use of X-ray and neutron scatterings

大和田謙二; 廣田和馬*; 寺内暉*; 大和英弘*; 安田直彦*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(2), p.024606_1 - 024606_6, 2006/12

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.024606

被引用回数：6 パーセンタイル：41.83(Physics, Multidisciplinary)

今回われわれはas-grown Pb(In $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ )O $_{3}$ (PIN)についてのX線・中性子散乱実験を行った。as-grown PINは既に大和らによって、その結晶内部の秩序度の大きなばらつきの存在が報告されている。X線と中性子線ではその透過率が違うため、その相補利用により表面からバルクまでの構造的情報を得ることができる。われわれは、室温においてPINからのフォノンブランチの観測に初めて成功した。その振る舞いは強誘電的と考えられる。また、逆空間をスキャンすることによって、反強誘電起源の(h/4, k/4, 0)反射を観測した。分解能に迫る半値幅を有することからマクロな反強誘電領域の存在が示唆される。一方、同じ結晶でX線散乱実験を行うとブラッグ散乱の裾に強い散漫散乱が観測された。リラクサー状態であるときに現れるこの特徴的な散漫散乱はプロファイルや温度変化が野村らの報告と矛盾しない。われわれの用いたX線(0.71)ではPIN結晶の表層数十ミクロンしか観測できないため、as-grown PIN結晶の表層はリラクサー的であることがわかった。このようなmulti-structureともいうべき結晶内部の構造分布はPb(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$ )O $_{3}$ などでも既に報告されており、リラクサーの特徴の一つと言えるのではないか。

論文

Neutron and X-ray scattering studies of relaxors

廣田和馬*; 脇本秀一; Cox, D. E.*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(11), p.111006_1 - 111006_13, 2006/11

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.111006

被引用回数：73 パーセンタイル：60.25(Physics, Multidisciplinary)

本論文は白根元博士とその共同研究者らにより行われたリラクサー強誘電体の中性子及びX線散乱実験をレビューしたものである。彼らが1999年以降に発表した50編に及ぶ学術論文のなかでも、特に重要な3つの成果は、(1)PMN(PZN)-xPT系のmorphotropic phase boundaryにおけるモノクリニック相の発見,(2)リラクサーにおける横光学ソフトモードの存在とその役割の解明,(3)リラクサーの特異な性質の根源となる微小分極領域の、特に散漫散乱からの、詳細な研究である。本論文ではこれらの話題に焦点を当て、以上の研究がリラクサー強誘電体の理解にいかなるインパクトを与えたかを議論する。

論文

Single crystal synchrotron X-ray diffraction study under pressure in UGe $_{2}$

阿曽尚文*; 大和田謙二; 綿貫徹; 町田晃彦; 大村彩子; 稲見俊哉; 本間佳哉*; 塩川佳伸*; 廣田和馬*; 佐藤憲昭*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.88 - 90, 2006/08

強磁性超伝導体UGe $_{2}$ において、低温高圧下において理論的に予測されたCDWの探索を行った。実験は放射光を用いた振動写真法により行われたが、基本反射強度の10 $^{-4}$ の範囲でCDWを示唆する反射を観測することはできなかった。

論文

Electronic excitations in hole-doped La $_{1-x}$ Sr $_{x}$ MnO $_{3}$ studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井賢司; 稲見俊哉; 大和田謙二; 葛下かおり; 水木純一郎; 村上洋一; 石原純夫*; 遠藤康夫*; 前川禎通*; 廣田和馬*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(12), p.2157 - 2162, 2005/12

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2005.09.011

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Multidisciplinary)

La $_{1-x}$ Sr $_{x}$ MnO $_{3}$ (x=0.2,0.4)についてMnのK吸収端での共鳴X線非弾性散乱法により電子励起の研究を行った。ホールドープで金属化したことによるギャップの消失がLa $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_{3}$ において観測できた。また、温度により金属絶縁体転移を示すLa $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ MnO $_{3}$ では、散乱強度の温度変化に顕著な異方性が見られており、これはMn酸化物に特有の軌道自由度を反映した異方的な電子状態の変化を捉えたものと考えられる。

論文

Resonant inelastic X-ray scattering study of the hole-doped manganites La $_{1-x}$ SrMnO (, )

石井賢司; 稲見俊哉; 大和田謙二; 葛下かおり; 水木純一郎; 村上洋一; 石原純夫*; 遠藤康夫*; 前川禎通*; 廣田和馬*; et al.

Physical Review B, 70(22), p.224437_1 - 224437_6, 2004/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.70.224437

被引用回数：19 パーセンタイル：64.32(Materials Science, Multidisciplinary)

ホールドープしたマンガン酸化物(La $_{1-x}$ SrMnO、及び)の電子励起について共鳴非弾性X線散乱による研究を行った。強相関電子系におけるドーピング効果を初めて観測することができた。散乱スペクトルにはモットギャップの残存を示すピークが残っている。それと同時に、部分的にギャップが埋まっており、スペクトル強度は低エネルギーにシフトしている。スペクトルの運動量依存性はほとんどなく、ドープ前のLaMnOと同程度である。一方、の低エネルギー励起では散乱強度の温度依存性に異方性が見られ、それは磁気相互作用の異方性、及び、そのもととなる軌道の効果を示唆するものである。

論文

Neutron diffraction study of field-cooling effects on the relaxor ferroelectric Pb[(Zn $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$ ) $_{0.92}$ Ti $_{0.08}$ ]O

大和田謙二; 廣田和馬*; Rehrig, P. W.*; 藤井保彦*; 白根元*

Physical Review B, 67(9), p.094111_1 - 094111_8, 2003/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.094111

被引用回数：104 パーセンタイル：94.65(Materials Science, Multidisciplinary)

高電場-高温度のもと、中性子回折実験を注意深く行った結果、PZN-8%PTの分極回転の経路に関する詳細な温度電場相図を完成させた。これによりPZN-8%PTの温度-電場経歴依存性が明らかになった。さらにゼロ電場中冷却で今まで菱面体相と考えられてきた相が、実はもっと対称性の低い相であることがわかった。われわれはこの相をX相と名づけた。

論文

Orbital excitations in LaMnO studied by resonant inelastic X-ray scattering

稲見俊哉; 福田竜生; 水木純一郎; 石原純夫*; 近藤浩*; 中尾裕則*; 松村武*; 廣田和馬*; 村上洋一*; 前川禎通*; et al.

Physical Review B, 67(4), p.045108_1 - 045108_6, 2003/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.045108

被引用回数：56 パーセンタイル：87.96(Materials Science, Multidisciplinary)

軌道整列したマンガン酸化物LaMnOを共鳴非弾性X線散乱で研究した。入射X線のエネルギーをMnのK吸収端近傍に持って行くと、スペクトルに3つのピークが現われ、その励起エネルギーは2.5eVと8eV,11eVであった。8eVと11eVのピークは、それぞれ、酸素の2pバンドからマンガンの3dと4s/4pバンドへの遷移と考えられる。一方、2.5eVのピークはモットギャップ間の軌道励起と考えられ、これは、 $d_{3x^2-r^2}$ と $d_{3y^2-r^2}$ の軌道対称性を持つ下部ハバードバンドから $d_{y^2-z^2}$ と $d_{z^2-x^2}$ の軌道対称性を持つ上部ハバードバンドへの電子励起である。この2.5eVの励起の弱い分散関係と特徴的な方位角依存性は軌道縮重と電子相関を考慮した理論でよく再現された。