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植松 大介*; 佐賀山 基*; 有馬 孝尚*; 石川 洵*; 中辻 知*; 高木 英典*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 石井 賢司
Physical Review B, 92(9), p.094405_1 - 094405_6, 2015/09
被引用回数：23 パーセンタイル：66.54(Materials Science, Multidisciplinary)The half-filled topmost valence band of Ir
in several iridates such as Sr
IrO
, IrO, and CaIrO
has been proposed to originate mainly from the spin-orbit coupled 
states. In pyrochlore iridates 
IrO
(
: rare earth), some exotic electronic states are theoretically proposed by assuming states. However, the octahedral coordination around Ir is trigonally distorted, which may affect the energy level scheme of Ir 
states. Here, we report spectra of resonant elastic and inelastic X-ray scattering in EuIrO at the Ir 
edges. A large suppression of the magnetic scattering signal at the Ir 
edge supports the picture rather than the 
one. The inelastic scattering spectrum indicates that the magnitude of the trigonal field on the Ir states is evaluated to be comparable to the spin-orbit interaction. The energy diagram of the state is proposed based on the simple cluster model.
IrO
高山 知弘*; Yaresko, A.*; 松本 章代*; Nuss, J.*; 石井 賢司; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 高木 英典*
Scientific Reports (Internet), 4, p.6818_1 - 6818_6, 2014/10
被引用回数：31 パーセンタイル：81.46(Multidisciplinary Sciences)The complex iridium oxide NaIrO with a B-site ordered spinel structure was synthesized in single crystalline form, where the chiral hyper-kagome lattice of Irions, as observed in the spin-liquid candidate NaIrO, was identified. The average valence of Ir is 4.33+ and, therefore, NaIrO can be viewed as a doped analogue of the hyper-kagome spin liquid with Ir. The transport measurements, combined with the electronic structure calculations, indicate that the ground state of NaIrO is a low carrier density semi-metal. We argue that the semi-metallic state is produced by a competition of the molecular orbital splitting of 
orbitals on Ir triangles with strong spin-orbit coupling inherent to heavy Ir ions.
内田 俊介*; 和田 陽一*; 山本 誠二*; 高木 純一*; 久宗 健志*
Journal of Nuclear Science and Technology, 51(1), p.24 - 36, 2014/01
被引用回数：9 パーセンタイル：57.01(Nuclear Science & Technology)BWR一次冷却系の腐食環境は、腐食電位を指標として評価される。実機では腐食電位は限られた箇所でしか測定できない。一次冷却系のあらゆる点での腐食電位を求めるためには、腐食性放射線分解生成種の濃度を求めるラジオリシスコードと求められた濃度を用いた腐食電位評価コードを結合させて計算する必要がある。日本機械学会の規格では、腐食電位の低減によるSCC亀裂進展速度の緩和が定量的に規定されているが、腐食電位緩和の評価法については認知されるには至っていない。本論文では、VV法に基づく、腐食環境評価算コードの標準化手法について記述するものである。標準コードとして採用されるすべての計算コードは数式の正確さを検証するとともに、実機プラントの評価における精度と適用の妥当性を確認することが必要である。正確さの検証のためのベンチマーク計算を提案するとともに、プラントでの測定値と計算値の比較により妥当性を確認する手法を提示する。
IrO studied by resonant inelastic X-ray scattering石井 賢司; Jarrige, I.; 吉田 雅洋; 池内 和彦*; 水木 純一郎; 大橋 啓*; 高山 知弘*; 松野 丈夫*; 高木 英典*
Physical Review B, 83(11), p.115121_1 - 115121_5, 2011/03
被引用回数：71 パーセンタイル：90.93(Materials Science, Multidisciplinary)We report an Ir 
-edge resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) measurement of the low-lying electronic excitations in SrIrO over the complete Brillouin zone of the IrO plane. A remarkably strong inelastic signal which exceeds the elastic scattering in intensity is observed. Peaks observed at 0.5, 3.2, and 6.0 eV are respectively ascribed to an interband transition across the Mott gap and charge-transfer excitations from the O 
band to the Ir bands. The dispersion of the Mott gap excitation is found to be particularly weak. This is interpreted as a signature of the narrow bands of the novel Mott insulating state of SrIrO induced by the strong spin-orbit interaction.
片山 尚幸*; 内田 正哉*; 橋爪 大輔*; 新高 誠司*; 松野 丈夫*; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 竹下 直*; Gauzzi, A.*; et al.
Physical Review Letters, 103(14), p.146405_1 - 146405_4, 2009/10
被引用回数：60 パーセンタイル：88.42(Physics, Multidisciplinary)三角格子を持ち、価電子結合固体状態を持つことで知られるLiVSとLiVSeについて研究を行った。金属と強相関系絶縁体の境目にあるLiVSは、金属から価電子結合固体絶縁体への転移を305Kにて示した。金属-絶縁体転移の近傍で価電子結合固体状態が観測されたことは、価電子結合固体状態を考える際の電子の遍歴性の重要さを示している。高温金属層に見られる擬ギャップ状態についても議論を行った。また、LiVSeは2Kまで金属状態であった。
Cu
Ge
N with negative thermal expansion松野 丈夫*; 竹中 康司*; 高木 英典*; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎
Applied Physics Letters, 94(18), p.181904_1 - 181904_3, 2009/05
被引用回数：45 パーセンタイル：82.43(Physics, Applied)負の熱膨張材料であるMnCuGeNに対してX線吸収分光を使用してCuとGe近傍の局所構造をそれぞれ探った。原子間距離の温度依存性から、Ge-Mn, Cu-Mnそれぞれの結合とも負の熱膨張に寄与していることがわかったが、Ge-Mnの方がより顕著であることが示された。また、Ge-MnにおいてはDebye-Waller因子の負の熱膨張領域での異常増大が観測され、Ge近傍に大きな局所歪が生成していることがわかった。これら結果は、Ge近傍における不均一な歪が負の熱膨張領域の増大と強く関係していることを示している。
松本 淳; 鎌田 徹治*; 高木 淳一*; 岩崎 憲治*; 由良 敬
Biophysical Journal, 95(6), p.2895 - 2908, 2008/09
被引用回数：19 パーセンタイル：44.59(Biophysics)インテグリンは、多細胞生物において、細胞間の接着にかかわるタンパク質グループの総称である。インテグリンのなかには、活性化の際に、大きく構造を変化させるものがあることがわかっているが、その構造変化のメカニズムに関しては、よくわかっていなかった。われわれは、折りたたまれた構造をとっているインテグリンに対し、エラスティックネットワークモデルによる基準振動解析法を適用し、インテグリンの分子振動にとって重要な部位を発見した。さらなる計算の結果、その部位が、インテグリンの大規模な構造変化にとって重要であることを発見した。この重要性は、実験によっても確認した。さらに、さまざまな種類のインテグリンを調査し、重要な部位を構成するアミノ酸がどの程度保存されているかを調べたところ、限られたグループのインテグリンにおいてのみ、よく保存されていることを発見した。これは、大規模構造変化のメカニズムが、インテグリンの種類によって違うことを示している。
吉川 博; 榊 泰直; 佐甲 博之; 高橋 博樹; Shen, G.; 加藤 裕子; 伊藤 雄一; 池田 浩*; 石山 達也*; 土屋 仁*; et al.
Proceedings of International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems (ICALEPCS '07) (CD-ROM), p.62 - 64, 2007/10
J-PARCは多目的科学研究のために日本で建設されている大規模陽子加速器施設である。この施設は3つの加速器と3つの実験施設から成り、現在建設中である。リニアックは稼動開始して1年が経過し、3GeVシンクロトロンはこの10月1日に試験運転が開始されたところで、施設全体の完成は来年の夏の予定である。加速器の制御システムは、初期の試運転に必要な性能を実現させた。この制御システムに求められる最も重要な機能は加速器構成機器の放射化を最小限に食い止めることである。この論文では、調整運転の初期の段階において、制御システムの各部分が達成した性能を示す。
佐藤 進; 富澤 哲男; 廣木 文雄; Lee, S.*; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*; 上野 彰; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 外山 毅*; et al.
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.467 - 469, 2004/08
J-PARC LINACではビーム位置検出器(BPM)として、ビーム輸送用チェンバー上にストリップ型ピックアップ電極(50
)を設置した構造を用いる。較正は(1)(ビーム模擬用に加速周波数324MHzを印加した)ワイヤによる設置前スキャン,(2)ビームを用いた設置後スキャン(BBC)の2段階である。電極形状設計とともに、既に初歩的な結果を得ているBBCを含め、ビーム位置測定の系統的較正について報告する。
松本 淳; 鎌田 徹治*; 岩崎 憲治*; 高木 淳一*; 由良 敬
no journal, ,
巨大な細胞外部分を持つ膜タンパク質であるインテグリンは、多細胞生物の細胞間接着に関与している。多くの種類のあるインテグリンのうち、活性化の際、大規模な構造変化を起こすものがあるが、その構造変化のメカニズムについては、ほとんどわかっていない。インテグリンのエラスティックネットワークモデルに対して、基準振動解析を行った結果、分子の内部運動に大きな影響のある相互作用を発見した。その相互作用に関与する部位の重要性は、実験でも確認された。
福本 正勝*; 山脇 章史*; 曽我 之秦*; 大塚 裕介*; 上田 良夫*; 谷口 正樹; 井上 多加志; 坂本 慶司; 柳生 純一; 新井 貴; et al.
no journal, ,
将来のDT核融合炉では、プラズマ対向材料としてタングステンの使用が計画されている。このタングステンには、DT反応で発生する14MeVの高速中性子により照射損傷が形成されるが、照射損傷によるトリチウム蓄積増加が懸念されている。したがって、トリチウム蓄積の照射損傷依存性の評価は重要である。本研究では、300keVの水素負イオンビームを用いて最大
4.8dpaの照射損傷を形成したタングステンに、1keVの重水素イオンを注入した。その後、SIMSとNRAを用いて重水素の深さ分布を調べた。その結果、試料の表面付近では、重水素密度は5.0
10
D+/m
以下のフルエンスで飽和することがわかった。このときの重水素密度は0.910
D/m
であった。深さ1
m付近では、フルエンスの増加とともに重水素密度が増加した。しかし、8.010
D+/mのフルエンスでも重水素密度は飽和しなかった。TDS測定によると、トラップサイトが飽和しうる軽水素が残留しており、この深さではトラップサイトが軽水素で満たされている可能性がある。
福本 正勝*; 山脇 章史*; 大塚 裕介*; 上田 良夫*; 谷口 正樹; 井上 多加志; 坂本 慶司; 柳生 純一; 新井 貴; 高木 郁二*; et al.
no journal, ,
DT核融合炉壁のアーマー材として、タングステンの使用が検討されているが、中性子によるタングステン中の照射損傷へのトリチウムの蓄積増加が懸念されている。本研究では、高エネルギーイオンを用いてタングステンに照射損傷を形成した後、低エネルギー重水素イオンを照射し、タングステンに蓄積する重水素の量を詳細に調べた。その結果、照射済み材料では未照射材料に比べて重水素蓄積量が最大で6倍となった。
IrOの電子励起石井 賢司; Jarrige, I.; 吉田 雅洋; 池内 和彦*; 水木 純一郎; 大橋 啓*; 高山 知弘*; 松野 丈夫*; 高木 英典*
no journal, ,
近年、遷移金属を含んだ化合物において、強いスピン軌道相互作用に由来した特異な電子状態に注目が集まっている。その典型物質であるイリジウム酸化物SrIrOは、スピン軌道相互作用と電子相関の効果によってギャップが開いたモット絶縁体であると考えられており、その電子状態をさまざまな分光法で検証することは重要である。われわれは、放射光X線を用いた電子励起の観測手法である共鳴非弾性X線散乱(Resonant Inelastic X-ray Scattering: RIXS)をこの系に適用し、Irの吸収端での実験を行った。
から軌道への遷移に対応する吸収端の波長は約1
であり、励起の運動量依存性が観測可能である。まずは、1eV程度の比較的低いエネルギー分解能で、モットギャップを越える励起の分散関係を調べることを目的とした測定を行った。遷移金属の吸収端を利用したRIXSの研究は、これまでにPt触媒に関する一報があるのみであり、本研究には分光学的な進展としての意義もある。
石井 賢司; Jarrige, I.; 吉田 雅洋; 水木 純一郎; 豊川 秀訓*; Casa, D.*; 高木 英典*
no journal, ,
SPring-8などの第三世代放射光光源の発展に伴い、硬X線を用いた共鳴非弾性X線散乱法によってフェルミエネルギー近傍の電子励起を観測することが可能となってきた。この手法は、励起の運動量依存性が観測できるという従来の光学測定にはない特長を有しており、電荷励起に加えて、最近ではスピンや軌道の励起も観測されていることから、強相関電子系などの研究において今後の発展が期待できる。しかしながら、物性とより密接に関係した低エネルギーにある電子励起を観測するには現時点でのエネルギー分解能では不十分であり、改善の努力が続けられている。その際、散乱強度がエネルギー分解能の向上に比例して低下することになるので、実験効率を極力落とさないようにすることも不可欠である。本発表では、SPring-8のBL11XUに設置した共鳴非弾性X線散乱分光器で行った低エネルギー電子励起観測に向けての高度化についての報告を行う。
松本 淳; 岩崎 憲治*; 高木 淳一*
no journal, ,
We have developed a computational approach to build an atomic model from an electron microscope (EM) image of proteins. In this approach, many atomic models are built first by deforming the X-ray crystal structure of the protein using a computational technique. Then, projection images of each atomic model to many different directions are generated. Finally, they are compared to the EM image. The atomic models with the projection images similar to the EM image are regarded as the candidates for the atomic structure of the protein from which the EM image was obtained. This approach was applied to the EM images of integrin. The X-ray crystal structure of integrin was solved for the closed conformation, while many EM images were obtained for the open conformation. The difference of the two conformations is so large that it is difficult to build the atomic model for the EM conformations by deforming the X-ray crystal structure using conventional computational techniques. Thus, we have used the coarse-grained model of the X-ray crystal structure to simulate the large-scale conformational change.
岩崎 憲治*; 松本 淳; 高木 淳一*
no journal, ,
We developed a method for comparing 2-D electron microscopy (EM) images to a pool of deformed atomic structures that reduces the susceptibility of subjective interpretation and is more expeditious than 3-D analysis. Firstly, we used normal mode analysis (NMA) in the context of an elastic network model (ENM) to prepare a pool of deformed structures from coarse-grain (CG) structural models obtained using Ca atom coordinates from crystal structures. Then, small deformations were applied to the model along low frequency normal modes. Both NMA and deformation were performed iteratively to build many different deformed atomic structures. 2-D images were then compared to these structures to objectively locate their model of best fit. The fitting-search is performed as a rigid body fitting, which works effectively for very noisy raw images as well as for molecules with a large conformational change. Our most representative example of this hybrid approach of using 2-D EM images and crystal structures has been the study of the integrin cell-adhesion molecules. Our hybrid method has allowed the investigation of the conformationally flexible integrins, and is providing useful evidence of whether other members of that family also use the switch-blade model observed in integrin avb3.
IrOおよびSrIrOにおける磁気励起とその温度依存性石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 松本 章代*; 加藤 晃彦*; 高山 知弘*; 高木 英典*
no journal, ,
イリジウムなど遷移金属の酸化物は、これまで数多くの研究がなされた
遷移金属酸化物と比べ、電子相関効果が弱い、強いスピン・軌道相互作用が強いなどの特徴を持っており、新たな電子物性研究の舞台として注目されている。遷移金属酸化物の中には磁気秩序を示すものも存在し、磁性の面でもこれらの特徴が現れると予想される。その研究手法として、10keV (波長1
程度にある遷移金属の吸収端を利用した共鳴X線散乱は極めて有効である。近年の技術向上により、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による磁気励起も観測されるようになってきている。SPring-8のBL11XUでもそのための装置整備を行うことで実験が可能となった。本講演では、反強磁性イリジウム酸化物の典型物質であるSrIrO、SrIrOについて、Irの吸収端を利用したRIXSの実験結果について報告する。
松本 淳; 高木 淳一*; 岩崎 憲治*
no journal, ,
We have developed a new approach to build a 3D atomic model from a single electron microscope (EM) image of a biomolecule. In this approach, the initial structure (X-ray crystal structure or modeled structure) of the molecule is deformed by computational techniques and many atomic models with different conformations are generated. The deformation is performed in such a way that the internal energy of the molecule does not increase so much. For this purpose, the lowest frequency normal modes are used in the deformation. Then, each atomic model is projected to many different directions, and each projection is fitted to the EM image and the fitting-score is calculated. The atomic models with high fitting-scores are the candidates that reproduce the EM image.
石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 松本 章代*; 加藤 晃彦*; 高山 知弘*; 高木 英典*
no journal, ,
イリジウムなど5d遷移金属の酸化物は、これまで数多くの研究がなされた3d遷移金属酸化物と比べ、電子相関効果が弱い、強いスピン・軌道相互作用が強いなどの特徴を持っており、新たな電子物性研究の舞台として注目されている。5d遷移金属酸化物の中には磁気秩序を示すものも存在し、磁性の面でもこれらの特徴が現れると予想される。その研究手法として、10keV(波長1)程度にある5d遷移金属のL吸収端を利用した共鳴X線散乱は極めて有効である。近年の技術向上により、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による磁気励起も観測されるようになってきている。SPring-8のBL11XUでもそのための装置整備を行うことで実験が可能となった。本講演では、反強磁性イリジウム酸化物の典型物質であるSrIrO, SrIrOについて、IrのL吸収端を利用したRIXSの実験結果について報告する。
岩崎 憲治*; 高木 淳一*; 松本 淳
no journal, ,
受容体や細胞接着分子等、大きな細胞外領域を保有する膜タンパク質の構造は非常に柔軟で、中にはその機能との重要な相関を示唆する、大きなコンフォメーション変化を示すものも多い。こうした分子の構造は、電顕イメージング法では三次元構造を求めるのが非常に困難であり、得られたとしても低分解能で、生化学実験等に比して情報の乏しさは否めないものであった。そこで、二次元であれば、簡便にかつ迅速にその構造を吟味できることを提唱してきたが、その場合見た目に依存した主観的な議論にとどまることが常であった。今回、我々は、より客観的に解釈し、特定のアミノ酸配列についての吟味を可能にする方法を開発したのでここに報告する。電顕イメージに対して、そこに適切に当てはまるようにX線結晶構造解析で得られた原子座標を変化させるためには三次元であれ、二次元であれ解析イメージ自身に高い分解能が要求される。そこで松本らがこれまでに三次元用に開発した、あらかじめ様々に変化させた構造を発生させ、このうち最もよく当てはまるものを選出する方法を応用した。モデルタンパク質としてその詳細な構造と機能の相関が調べられているインテグリンavb3を用いて同方法を行ったところ、これまでの報告と一致する結果が得られた。そこで、異なるタンパク質やインテグリンにも適用し、生化学実験等で得られている結果と併せてその多様な構造が示す機能との相関を探った。
