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Zhou, W.*; 三輪 修一郎*; 山下 晋; 岡本 孝司*
Progress in Nuclear Energy, 177, p.105441_1 - 105441_17, 2024/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)原子力工学や水力工学の分野では、噴流によって引き起こされる空気の巻き込み現象を理解することが重要である。空気巻込みは、原子力システムの重要な安全設計パラメータの1つである。しかしながら、既存研究のほとんどは、気泡の侵入深さを推定するための経験的相関式やカーブフィッティングモデルに依存しており、様々なジェット条件に対する合意された計算原理は存在しない。この問題に対処するため、本研究では、2つの先進的なAIアプローチを開発した。すなわち、空気巻き込みをセグメント化するための改良型YOLOv5と、気泡侵入深さを予測するためのNSGA-III-BPNN法である。改良型YOLOv5は、多様な条件下での空気巻き込み運動とダイナミクスのリアルタイムなセグメンテーションと抽出を可能にし、高いスケーラビリティとロバスト性を実証した。改良型YOLOv5を用いて推定された侵入深度は、従来の経験的相関と比較して高い精度を示し、動的な空気巻き込みパターンに基づく形状レジームを分類するための従来の画像後処理技術よりも効率的である。一般的にビデオや画像データに依存する物体セグメンテーションの限界を克服するために、NSGA-III-BPNN法はYOLOv5よりも高い精度で最大侵入深度を予測する。YOLOv5よりも高い精度で最大侵入深度を予測し、空気巻き込み侵入深度のより効果的な予測モデルを提供する。高度なAI技術を活用することで、この研究は、数値流体力学(CFD)モデリングを改良するための貴重なセグメンテーションデータを提供するだけでなく、原子力工学と水力工学の両分野における重要な進歩への道を開くものである。
FeSi角田 一樹; 藤田 裕一*; Zhou, W.*; 増田 啓介*; 川崎 郁斗; 藤森 伸一; 木村 昭夫*; 桜庭 裕弥*
Physical Review B, 108(24), p.L241101_1 - L241101_6, 2023/12
被引用回数：2 パーセンタイル：34.57(Materials Science, Multidisciplinary)We investigated the element-specific electronic structure of a half-metallic Weyl ferromagnet candidate CoFeSi film by utilizing soft-X-ray resonant photoelectron spectroscopy and first-principles calculations with/without considering on-site Coulomb interaction. Fe 2
-3
resonant photoelectron experiment revealed that the Fe 3 states exist around 2 and 4 eV below the Fermi energy. Our calculations, based on the generalized gradient approximation without considering Coulomb interaction at the Fe site, successfully reproduced the experimentally observed Fe 3 partial density of states. Our findings shed light on the highly controversial correlation effect of CoFeSi, offering valuable insights into its half-metallicity and Weyl semi-metallicity.
Zhou, Z.*; Frost, W.*; Lloyd, D. C.*; 関 剛斎*; 窪田 崇秀*; Ramos, R.*; 齊藤 英治; 高梨 弘毅; 廣畑 貴文*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 571, p.170575_1 - 170575_5, 2023/04
被引用回数：1 パーセンタイル：12.10(Materials Science, Multidisciplinary)Recent development in neuromorphic computation allows us to achieve low power and highly efficient calculations better than the conventional von Neumann computation. In order to achieve realistic synaptic operation, potentiation to add weighting to strengthen a selected artificial synapse. Such functionality can be achieved by reducing the electrical resistance of the artificial synapse. Recently, a ferromagnetic Heusler alloy used in a magnetoresistive junction has been demonstrated to crystallise via the layer-by-layer mode by introducing an electrical current pulse. In this study, we have extended the current-induced crystallisation to a junction with epitaxially-grown Heusler alloy after post-annealing for crystallisation. By combining this potentiation functionality with the neuromorphic operation, realistic synaptic computation can be developed.
Zhang, W. Q.*; 山口 敏男*; Fang, C. H.*; 吉田 亨次*; Zhou, Y. Q.*; Zhu, F. Y.*; 町田 真一*; 服部 高典; Li, W.*
Journal of Molecular Liquids, 348, p.118080_1 - 118080_11, 2022/02
被引用回数：2 パーセンタイル：16.05(Chemistry, Physical)3mol/kgのRbCl水溶液におけるイオンの水和・会合と水素結合した水の構造を、298K/0.1MPa, 298K/1GPa, 523K/1GPa, 523K/4GPaにおける中性子回折と経験的ポテンシャル構造精密化モデリングにより調べた。その結果、構造パラメータは温度と圧力に依存していることがわかった。高圧・高温条件では、Rb
とCl
の第二水和層がより明確になる。第一水和層におけるRbの平均酸素配位数は、配位距離を0.290nmから0.288nmに縮めながら、常圧では6.3だったのが、4GPaでは8.9に増加した。第一水和シェルのClの平均酸素配位数は、常圧で5.9、4GPaで9.1と圧力により増加し、対応する配位距離は0.322nmから0.314nmへと減少した。Rbと中心の水分子の第一溶媒和シェルにおける水双極子の配向は圧力に敏感であるが、Clの第一溶媒和シェルにおける水双極子の配向は温度圧力によらずあまり変化しなかった。Rb-Clの隣接イオンペアの数は、温度が高くなると減少し、圧力が高くなると増加する。水分子は密に詰まっており、極限状態では水分子の四面体水素結合ネットワークはもはや存在しない。
角田 一樹; 桜庭 裕弥*; 増田 啓介*; 河野 嵩*; 鹿子木 将明*; 後藤 一希*; Zhou, W.*; 宮本 幸治*; 三浦 良雄*; 奥田 太一*; et al.
Communications Materials (Internet), 1, p.89_1 - 89_9, 2020/11
Weyl semimetals are characterized by the presence of massless band dispersion in momentum space. When a Weyl semimetal meets magnetism, large anomalous transport properties emerge as a consequence of its topological nature. Here, using in-situ spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy combined with ab initio calculations, we visualize the spin-polarized Weyl cone and flat-band surface states of ferromagnetic CoMnGa films with full remanent magnetization. We demonstrate that the anomalous Hall and Nernst conductivities systematically grow when the magnetization-induced massive Weyl cone at a Lifshitz quantum critical point approaches the Fermi energy, until a high anomalous Nernst thermopower of 
6.2 
VK
is realized at room temperature. Given this topological quantum state and full remanent magnetization, CoMnGa films are promising for realizing high efficiency heat flux and magnetic field sensing devices operable at room temperature and zero-field.
Zhou, W.*; 関 剛斎*; 今村 裕志*; 家田 淳一; 高梨 弘毅*
Physical Review B, 100(9), p.094424_1 - 094424_5, 2019/09
被引用回数：7 パーセンタイル：31.87(Materials Science, Multidisciplinary)The generation of the spinmotive force (SMF) requires the temporal and spatial variations of the magnetic moments. We explore an approach to satisfy this requirement by creating asymmetry in a thin film structure along the out-of-plane direction, through the use of an exchange-coupled 
1
-FePt / Ni
Fe
bilayer element. As the spin wave is excited by rf magnetic field, a continuous dc voltage signal along the out-of-plane direction of the bilayer element appears. The sign of the voltage signal and its microwave power dependency agree with the theoretical framework of the SMF. The corresponding spin wave modes are revealed by carrying out the micromagnetic simulation. Our results demonstrate the generation of the SMF using a vertically structured element in addition to previously reported in-plane structured devices.
Hou, D.*; Qiu, Z.*; 井口 亮*; 佐藤 浩司*; Vehstedt, E. K.*; 内田 健一*; Bauer, G. E. W.*; 齊藤 英治
Nature Communications (Internet), 7, p.12265_1 - 12265_6, 2016/07
被引用回数：13 パーセンタイル：62.26(Multidisciplinary Sciences)Applying magnetic fields has been the method of choice to magnetize non-magnetic materials, but they are difficult to focus. The magneto-electric effect and voltage-induced magnetization generate magnetization by applied electric fields, but only in special compounds or heterostructures. Here we demonstrate that a simple metal such as gold can be magnetized by a temperature gradient or magnetic resonance when in contact with a magnetic insulator by observing an anomalous Hall-like effect, which directly proves the breakdown of time-reversal symmetry. Such Hall measurements give experimental access to the spectral spin Hall conductance of the host metal, which is closely related to other spin caloritronics phenomena such as the spin Nernst effect and serves as a reference for theoretical calculation.
-implanted ZnOWang, D.*; Chen, Z. Q.*; Zhou, F.*; Lu, W.*; 前川 雅樹; 河裾 厚男
Applied Surface Science, 255(23), p.9371 - 9375, 2009/09
被引用回数：13 パーセンタイル：48.89(Chemistry, Physical)鉄イオンを注入した酸化亜鉛についての評価研究を行った。フォトルミネッセンス測定の結果、紫外発光を阻害する非発光中心が導入されていることがわかった。さらにラマン分光測定の結果、結晶対称性を崩す損傷が導入されていることがわかった。これらの欠陥は700度の熱処理で回復することが明らかになった。一方、X線回折測定と磁化率測定から、700度の熱処理に伴い、鉄ナノ結晶が成長し、強磁性特性が発現することが明らかになった。
Zhou, W.*; 三間 圀興*; 中村 龍史; 長友 英夫*
Physics of Plasmas, 15(9), p.093107_1 - 093107_6, 2008/09
被引用回数：7 パーセンタイル：27.50(Physics, Fluids & Plasmas)レーザー航跡場中に低強度のプローブレーザーを照射すると、プローブレーザーは航跡場と相互作用することでラマン散乱される。この散乱光のスペクトルから航跡場の密度分布に関する情報を得ることができる。過去の研究では、ラマン散乱による幾つかのサイドバンドを持つスペクトルが解析的に得られている。これらの解析をさらに発展させ、より詳細なプラズマ分布の情報が得られることを示した。このモデルは1次元の粒子シミュレーションにより検証され、両者はよい一致を示した。また過去の実験結果を再現することを示した。
PtZhou, 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：73.20(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。![$$nu i_{13/2}, nu 7/2^{-}[503]$$](/search/images/EROG23JANFPXWMJTF2ZH0LBALRXHKIBXF2ZF24ZNPVNTKMBTLUSA.gif)
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、![$$nu 3/2^{-}[512]$$](/search/images/EROG23JAGMXTEXT1FV4VWNJRGJOSI.gif)
及び![$$nu 1/2^{-}[521]$$](/search/images/EROG23JAGEXTEXT1FV4VWNJSGFOSI.gif)
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。
bands in 
AuZhang, 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：27.71(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。
笹尾 英嗣; 太田 久仁雄; 岩月 輝希; 新里 忠史; Arthur, R. C,*; Stenhouse, M. J.*; Zhou, W.*; Metcalfe, R.*; 高瀬 博康; MacKenzie, A. B.*
Geochemistry; Exploration, Environment, Analysis, 6(1), p.5 - 12, 2006/02
東濃ウラン鉱床においては2001年度から地層処分の安全評価での変動シナリオを考慮したナチュラルアナログ研究を行っている。この研究では性能評価で使われるシステム解析手法を応用している。本論では他の一連の論文のイントロダクションとして、研究の概要を紹介するとともに、東濃ウラン鉱床で取得したサイトデータを記載した。
MnGa薄膜におけるスピン偏極ワイル分散と巨大異常ネルンスト効果の観測角田 一樹; 桜庭 裕弥*; 増田 啓介*; 河野 嵩*; 鹿子木 将明*; 後藤 一希*; Zhou, W.*; 宮本 幸治*; 三浦 良雄*; 奥田 太一*; et al.
no journal, ,
異常ネルンスト効果は強磁性体に熱流を流した際に、温度勾配と磁化の外積方向に電場が生じる現象である。これまで、異常ネルンスト効果による熱電能は磁化の大きさに比例すると考えられてきたが、近年、反強磁性体を含むいくつかの磁性材料でこの経験則が破綻していることが明らかになってきた。特に強磁性ホイスラー合金CoMnGaの室温における熱電能は約6.0V/Kに達しており、Feなどの典型的な強磁性体の約10倍の大きさに匹敵する。このような巨異常ネルンスト効果には、フェルミ準位近傍のトポロジカルに非自明な電子構造が重要な役割を果たしていると考えられている。本研究では、組成比を緻密に制御したCoMnGa薄膜に着目し、スピン・角度分解子電子分光,熱輸送測定,第一原理計算を行うことで異常ネルンスト効果による熱電能と電子構造の対応関係を解明した。
MnGa薄膜におけるスピン偏極ワイル分散と巨大異常ネルンスト効果の観測角田 一樹; 桜庭 裕弥*; 増田 啓介*; 河野 嵩*; 鹿子木 将明*; 後藤 一希*; Zhou, W.*; 宮本 幸治*; 三浦 良雄*; 奥田 太一*; et al.
no journal, ,
異常ネルンスト効果は強磁性体に熱流を流した際に、温度勾配と磁化の外積方向に電場が生じる現象である。これまで、異常ネルンスト効果による熱電能は磁化の大きさに比例すると考えられてきたが、近年、反強磁性体を含むいくつかの磁性材料でこの経験則が破綻していることが明らかになってきた。特に強磁性ホイスラー合金CoMnGaの室温における熱電能は約6.0V/Kに達しており、Feなどの典型的な強磁性体の約10倍の大きさに匹敵する。このような巨異常ネルンスト効果には、フェルミ準位近傍のトポロジカルに非自明な電子構造が重要な役割を果たしていると考えられている。本研究では、組成比を緻密に制御したCoMnGa薄膜に着目し、スピン・角度分解子電子分光,熱輸送測定,第一原理計算を行うことで異常ネルンスト効果による熱電能と電子構造の対応関係を解明した。
山下 晋; Zhou, W.*; 三輪 修一郎*
no journal, ,
熱流動分野における構成方程式・物理モデルを開発する際に問題となる時間的コストの低減、実事象への適用範囲や精度のばらつきなどの課題を解決する方法として、人工知能(AI)技術と熱流動の融合によるデータ駆動型プラント安全評価手法開発が注目されている。AI技術を用い、数値流体力学(CFD)により計算された流れ場の構造的特徴を自動的に解釈し、現象理解・把握に利用するデータ駆動型解析手法構築のため、プール界面からノズルまでの高さ、侵入速度、ノズル数をパラメータとしたJUPITERによるプール体系への噴流着水解析により、機械学習モデル構築用の学習データ(計算結果可視化画像)を生成した。本発表では、機械学習モデルを構築するにあたっての基礎データ(計算結果)構築と侵入長さの実験結果との定量的な比較結果ならびに着水現象のシミュレーションする際の課題、機械学習による侵入長さ予測等について発表する予定である。
MnGa薄膜におけるスピン偏極ワイル分散と巨大異常ネルンスト効果角田 一樹; 桜庭 裕弥*; 増田 啓介*; 河野 嵩*; 鹿子木 将明*; 後藤 一希*; Zhou, W.*; 宮本 幸治*; 三浦 良雄*; 奥田 太一*; et al.
no journal, ,
異常ネルンスト効果は強磁性体に熱流を流した際に、温度勾配と磁化の外積方向に電場が生じる現象である。これまで、異常ネルンスト効果による熱電能は磁化の大きさに比例すると考えられてきたが、近年、反強磁性体を含むいくつかの磁性材料でこの経験則が破綻していることが明らかになった。特に強磁性ホイスラー合金CoMnGaの室温における熱電能は約6.0V/Kに達しており、Feなどの典型的な強磁性体の約10倍の大きさに匹敵する。このような巨大異常ネルンスト効果には、フェルミ準位近傍のトポロジカルに非自明な電子構造が重要な役割を果たしていると考えられている。本研究では、異常ネルンスト効果による熱電能と電子構造の対応関係を明らかにするため、組成比を緻密に制御したCoMnGa薄膜に対してスピン・角度分解光電子分光,熱輸送測定,第一原理計算を行った。その結果、フェルミ準位近傍にスピン偏極した複数のワイルコーンが存在していることが実験的に明らかとなった。第一原理計算との比較により、これらのワイルコーンが波数空間上で巨大な仮想磁場(ベリー曲率)を生み出す源となっていることを突き止め、電子構造と熱電能の対応関係を明らかにした。
