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論文

Magnetization switching process by dual spin-orbit torque in interlayer exchange-coupled systems

増田啓人*; 山根結太*; 関剛斎*; Raab, K.*; 土肥昂尭*; Modak, R.*; 内田健一*; 家田淳一; Klui, M.*; 高梨弘毅

Applied Physics Letters, 122(16), p.162402_1 - 162402_7, 2023/04

https://doi.org/10.1063/5.0140328

被引用回数：1 パーセンタイル：54.89(Physics, Applied)

We report current-induced magnetization switching in Pt/Co/Ir/Co/Pt multilayers with different Ir layer thicknesses ( $t_mathrm{Ir}$ ), where the perpendicularly magnetized Co layers are coupled ferromagnetically or antiferromagnetically through an interlayer exchange coupling and are sandwiched by the Pt spin Hall layers. The domain structures formed during switching vary depending on the magnetization alignment, i.e., ferromagnetically coupled or antiferromagnetically coupled configuration. These results clarify the macroscopic picture of switching process for interlayer exchange-coupled systems. The local picture of the switching process is also examined by a numerical calculation based on a macrospin model, which reveals the switching dynamics triggered by dual spin-orbit torque for both antiferromagnetically and ferromagnetically coupled cases. The numerical calculation shows that the dual spin-orbit torque from the two Pt layers effectively acts on the two Co layers not only for the antiferromagnetically coupled case but also for the ferromagnetically coupled one. Our findings deepen the under- standing of the switching mechanism in a magnetic multilayer and provide an avenue to design spintronic devices with more efficient spin-orbit torque switching.

論文

An Approach toward evaluation of long-term fission product distributions in the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant after the severe accident

内田俊介; 唐澤英年; 木野千晶*; Pellegrini, M.*; 内藤正則*; 逢坂正彦

Nuclear Engineering and Design, 380, p.111256_1 - 111256_19, 2021/08

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2021.111256

被引用回数：6 パーセンタイル：72.21(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所の廃炉措置の安全な遂行に当たっては、プラント全体にわたる燃料デブリのみでなく核分裂生成物(FP)の長期的な分布を把握することが必須である。廃炉作業は、飛散したFPによる過酷な環境下でプラントから燃料デブリを取り出し、それらを回収核原料物質あるいは最終廃棄体として安全に保管することにより収束する。事故発生後廃炉の収束までの長期間にわたるプラント内でのFP分布を求めるために、短/中/長期FP挙動解析手法を開発した。本解析手法は、プラントで測定されたデータを用いて修正され、それを踏まえて更新されたデータに基づき妥当性確認されるものである。精度が改善された評価手法は、廃炉措置の各段階におけるFP分布の評価に適用可能である。

論文

Conversion factors bridging radioactive fission product distributions in the primary containment vessel of Fukushima Daiichi NPP and dose rates measured by the containment atmosphere monitoring system

内田俊介; Pellegrini, M.*; 内藤正則*

Nuclear Engineering and Design, 380, p.111303_1 - 111303_11, 2021/08

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2021.111303

被引用回数：1 パーセンタイル：16.35(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所(1F)の事故進展解析と同時に廃炉計画立案のためには、プラント全体にわたるFP分布の定量化が必須で、このために多期間FP挙動解析手法を開発している。この解析手法の妥当性は、プラントで測定されたデータに基づいて立証する必要がある。この妥当性立証の有効な手法のひとつがCAMSでの線量率測定データの適用である。しかし、FPの分布(kg, Bq)と線量率(Sv/h)という特性、単位次元の異なるデータを比較するためには、両者を適切につなぐ手段が必要となる。線量率解析が可能な、迅速で、取り扱いが容易で、かつトレーサブルな手法として、多くの線源位置、多核種に関しての線量率換算係数を求めた。この線量率換算係数を用いると、多期間FP挙動解析手法で求めたFP分布から容易に線量率が算出可能である。

論文

Interfacial ferromagnetism and atomic structures in high-temperature grown FeO/Pt/FeO epitaxial trilayers

吉川貴史*; 鈴木基寛*; Ramos, R.*; Aguirre, M. H.*; 岡林潤*; 内田健一*; Lucas, I.*; Anadn, A.*; 菊池大介*; Algarabel, P. A.*; et al.

Journal of Applied Physics, 126(14), p.143903_1 - 143903_11, 2019/10

https://doi.org/10.1063/1.5125761

被引用回数：10 パーセンタイル：49.82(Physics, Applied)

Induced Pt ferromagnetism in FeO/Pt/FeO epitaxial trilayer films has been investigated by means of X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the Pt $L_{3,2}$ -edges at various temperatures from 300 K to 12 K, including the metal-insulator transition temperature of FeO ( $T_mathrm{V}sim 114$ K). At all the temperatures, we observed clear XMCD signals due to Pt ferromagnetism, the amplitude of which was determined to be 0.39 $mu_mathrm{B}$ at 300K and 0.52 $mu_mathrm{B}$ at 12 K for the sample with the Pt thickness of nm. Interestingly, these values are comparable to or even greater than those in Pt/3-ferromagnetic-metal (Fe, Ni, Co, and Ni $_{81}$ Fe $_{19}$ ) junction systems. The results can be interpreted in terms of a possible Fe interdiffusion into the Pt layer and also possible Fe-Pt alloying due to its high-temperature deposition.

論文

Quantitative evaluation of texture and dislocations during annealing after hot deformation in austenitic steel using neutron diffraction

友田陽*; 佐藤成男*; Uchida, M.*; 徐平光; Harjo, S.; Gong, W.; 川崎卓郎

Materials Science Forum, 905, p.25 - 30, 2017/08

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.905.25

Microstructural change during hot compressive deformation at 700 $^{circ}$ C followed by isothermal annealing for a Fe-32Ni austnitic alloy was monitored using neutron diffraction. The evolution of deformation texture with 40% compression and its change to recrystallization texture during isothermal annealing were presented by inverse pole figures for the axial and radial directions. The change in dislocation density was tracked using the convolutional muli-profile whole profile fitting method. To obtain the fitting results with good statistics, at least 60 s time-slicing for the event-mode recorded data was needed. The average dislocation density in 60 s after hot compression was determined to be 2.8 10 $^{14}$ m $^{-2}$ that decreased with increasing of annealing time.

論文

Temperature dependence of the spin Seebeck effect in [Fe $_{3}$ O $_{4}$ /Pt]n multilayers

Ramos, R.*; 吉川貴史*; Anadn, A.*; Lucas, I.*; 内田健一*; Algarabel, P. A.*; Morelln, L.*; Aguirre, M. H.*; 齊藤英治; Ibarra, M. R.*

AIP Advances (Internet), 7(5), p.055915_1 - 055915_7, 2017/05

https://doi.org/10.1063/1.4974060

被引用回数：19 パーセンタイル：65.79(Nanoscience & Nanotechnology)

We report temperature dependent measurements of the spin Seebeck effect (SSE) in multilayers formed by repeated growth of a FeO/Pt bilayer junction. The magnitude of the observed enhancement of the SSE, relative to the SSE in the single bilayer, shows a monotonic increase with decreasing the temperature. This result can be understood by an increase of the characteristic length for spin current transport in the system, in qualitative agreement with the recently observed increase in the magnon diffusion length in FeO at lower temperatures. Our result suggests that the thermoelectric performance of the SSE in multilayer structures can be further improved by careful choice of materials with suitable spin transport properties.

論文

Ion induced modifications of Mn-doped ZnO films

松波紀明*; Ito, M.*; Kato, M.*; 岡安悟; 左高正雄*; 垣内田洋*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part A), p.191 - 195, 2015/12

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2015.08.010

被引用回数：6 パーセンタイル：45.92(Instruments & Instrumentation)

マンガンを6%添加した酸化亜鉛薄膜を室温で100MeVキセノンイオンで照射し、X線回折(XRD)による原子構造や光学吸収,電気抵抗,磁化率測定といった物性にどのような変化が現れるか調べた。XRDの強度は照射量510 $^{14}$ cm $^{-2}$ まで単調に減少し、未照射試料の1/50になった。バンドギャップはほとんど変化しないが( 0.02eV)、電気抵抗は4桁減少した。電気抵抗の変化でいえば、低エネルギーイオン照射(100keVネオンまたは窒素)に比べ変化の度合いが大きい。磁化率()の温度依存性はキュリー則に従い = $_{o}$ + C/Tとなり常磁性を示す。キュリー定数Cは照射によって照射量10 $^{12}$ cm $^{-2}$ で未照射の値(C $_{O}$ =0.012emu cm $^{-3}$ K)の半分まで減少した。

論文

Unconventional scaling and significant enhancement of the spin Seebeck effect in multilayers

Ramos, R.*; 吉川貴史*; Aguirre, M.*; Lucas, I.*; Anadn, A.*; 小宅教文*; 内田健一*; 安立裕人; 塩見淳一郎*; Algarabel, P. A.*; et al.

Physical Review B, 92(22), p.220407_1 - 220407_5, 2015/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.220407

被引用回数：69 パーセンタイル：90.84(Materials Science, Multidisciplinary)

Spin Seebeck effects have been investigated in highly crystalline magnetic multilayer films. Voltage as well as power generated by the spin Seebeck effect were found to be significantly enhanced with increasing the number of layers, . This voltage enhancement defies the simple understanding of the spin Seebeck effect and suggests that spin current flowing between the magnetic layers in the thickness direction plays an important role in the multilayer SSE systems and the observed voltage enhancement.

論文

Evaluation of thermal gradients in longitudinal spin Seebeck effect measurements

Sola, A.*; Kuepferling, M.*; Basso, V.*; Pasquale, M.*; 吉川貴史*; 内田健一*; 齊藤英治

Journal of Applied Physics, 117(17), p.17C510_1 - 17C510_4, 2015/05

https://doi.org/10.1063/1.4916762

被引用回数：37 パーセンタイル：79.88(Physics, Applied)

In the framework of the longitudinal spin Seebeck effect (LSSE), we developed an experimental setup for the characterization of LSSE devices. This class of device consists in a layered structure formed by a substrate, a ferrimagnetic insulator (YIG) where the spin current is thermally generated, and a paramagnetic metal (Pt) for the detection of the spin current via the inverse spin Hall effect. In this kind of experiments, the evaluation of a thermal gradient through the thin YIG layer is a crucial point. In this work, we perform an indirect determination of the thermal gradient through the measurement of the heat flux. We developed an experimental setup using Peltier cells that allow us to measure the heat flux through a given sample. In order to test the technique, a standard LSSE device produced at Tohoku University was measured. We find a spin Seebeck S $_{SSE}$ coefficient of 2.810 $^{7}$ V K $^{-1}$ .

論文

Sign of inverse spin Hall voltages generated by ferromagnetic resonance and temperature gradients in yttrium iron garnet platinum bilayers

Schreier, M.*; Bauer, G. E. W.*; Vasyuchka, V.*; Flipse, J.*; 内田健一*; Lotze, J.*; Lauer, V.*; Chumak, A.*; Serga, A.*; 大門俊介*; et al.

Journal of Physics D; Applied Physics, 48(2), p.025001_1 - 025001_5, 2015/01

https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/2/025001

被引用回数：54 パーセンタイル：87.5(Physics, Applied)

We carried out a concerted effort to determine the absolute sign of the inverse spin Hall effect voltage generated by spin currents injected into a normal metal. We focus on yttrium iron garnet (YIG)|platinum bilayers at room temperature, generating spin currents by microwaves and temperature gradients. We find consistent results for different samples and measurement setups that agree with theory. We suggest a right-hand-rule to define a positive spin Hall angle corresponding to the voltage expected for the simple case of scattering of free electrons from repulsive Coulomb charges.

論文

Anomalous Nernst effect of Fe $_{3}$ O $_{4}$ single crystal

Ramos, R.*; Aguirre, M. H.*; Anadn, A.*; Blasco, J.*; Lucas, I.*; 内田健一*; Algarabel, P. A.*; Morelln, L.*; 齊藤英治; Ibarra, M. R.*

Physical Review B, 90(5), p.054422_1 - 054422_6, 2014/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.054422

被引用回数：90 パーセンタイル：93.85(Materials Science, Multidisciplinary)

We report a complete characterization of the anomalous Nernst effect (ANE) and its relationship with the anomalous Hall effect (AHE) in Fe $_{3}$ O $_{4}$ . By combining full thermoelectric and electric transport measurements as a function of temperature, we have verified that the universal scaling relation between the anomalous Hall and diagonal conductivities, observed in materials with bad-metal-hopping type of conduction, is also applicable to the thermoelectric transport. We further show that the ANE and AHE are commonly related through the Mott relation, therefore demonstrating its validity for anomalous transport phenomena in materials with conduction in the dirty regime.

論文

Progress of the ITER NBI acceleration grid power supply reference design

Toigo, V.*; Zanotto, L.*; Bigi, M.*; Decamps, H.*; Ferro, A.*; Gaio, E.*; Gutirrez, D.*; 土田一輝; 渡邊和弘

Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.956 - 959, 2013/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2013.01.013

被引用回数：18 パーセンタイル：79.79(Nuclear Science & Technology)

ITER NBIの加速電源の設計進捗を報告する。この電源は1MVで55MW、準定常の大パワー電源であり、挑戦的なシステムである。EU国内機関と日本国内機関とで分担して製作することから、特に共通のインターフェースとするために設計が複雑である。この二つのシステムの間での重要なインターフェースについての改訂について報告する。さらに、異なるパラメータの許容値を考慮した運転状態において要求を満足することを確認したことを報告する。

論文

Unidirectional spin-wave heat conveyer

安東秀*; Vasyuchka, V. I.*; 内田健一*; Chumak, A. V.*; 山口和也*; 針井一哉; 大江純一郎*; Jungfleisch, M. B.*; 梶原瑛祐*; 安立裕人; et al.

Nature Materials, 12(6), p.549 - 553, 2013/06

https://doi.org/10.1038/nmat3628

被引用回数：126 パーセンタイル：96.33(Chemistry, Physical)

In this paper, we show a magnetically controllable heat flow caused by a spin-wave current. The direction of the flow can be switched by applying a magnetic field. When microwave energy is applied to a region of ferrimagnetic Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ , an end of the magnet far from this region is found to be heated in a controlled manner and a negative temperature gradient towards it is formed. This is due to unidirectional energy transfer by the excitation of spin-wave modes without time-reversal symmetry and to the conversion of spin waves into heat. The magnetically controlled remote heating we observe is directly applicable to the fabrication of a heat-flow controller.

論文

Observation of the spin Seebeck effect in epitaxial Fe $_{3}$ O $_{4}$ thin films

Ramos, R.*; 吉川貴史*; 内田健一*; 安立裕人; Lucas, I.*; Aguirre, M.*; Algarabel, P.*; Morelln, L.*; 前川禎通; 齊藤英治; et al.

Applied Physics Letters, 102(7), p.072413_1 - 072413_5, 2013/02

https://doi.org/10.1063/1.4793486

被引用回数：157 パーセンタイル：97.29(Physics, Applied)

We report the experimental observation of the spin Seebeck effect in magnetite thin films. The signal observed at temperatures above the Verwey transition is a contribution from both the anomalous Nernst (ANE) and spin Seebeck (SSE) effects. The contribution from the ANE of the Fe $_{3}$ O $_{4}$ layer to the SSE is found to be negligible due to the resistivity difference between Fe $_{3}$ O $_{4}$ and Pt layers. Below the Verwey transition, the SSE is free from the ANE of the ferromagnetic layer and it is also found to dominate over the ANE due to magnetic proximity effect on the Pt layer.

論文

Heat-induced damping modification in yttrium iron garnet/platinum hetero-structures

Jungfleisch, M. B.*; 安東秀*; 安藤和也*; 梶原瑛祐*; 内田健一*; Vasyuchka, V. I.*; Chumak, A. V.*; Serga, A. A.*; 齊藤英治; Hillebrands, B.*

Applied Physics Letters, 102(6), p.062417_1 - 062417_4, 2013/02

https://doi.org/10.1063/1.4792701

被引用回数：48 パーセンタイル：85.77(Physics, Applied)

We experimentally demonstrate the manipulation of magnetization relaxation utilizing a temperature difference across the thickness of an yttrium iron garnet/platinum hetero-structure: the damping is either increased or decreased depending on the sign of the temperature gradient. This effect might be explained by a thermally induced spin torque on the magnetization precession. The heat-induced variation of the damping is detected by microwave techniques as well as by a DC voltage caused by spin pumping into the adjacent Pt layer and the subsequent conversion into a charge current by the inverse spin Hall effect.

論文

Thermally driven spin and charge currents in thin NiFe $_{2}$ O $_{4}$ /Pt films

Meier, D.*; Kuschel, T.*; Shen, L.*; Gupta, A.*; 吉川貴史*; 内田健一*; 齊藤英治; Schmalhorst, J.-M.*; Reiss, G.*

Physical Review B, 87(5), p.054421_1 - 054421_5, 2013/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.054421

被引用回数：108 パーセンタイル：95.44(Materials Science, Multidisciplinary)

We present results on the longitudinal spin Seebeck effect (LSSE) shown by semiconducting ferrimagnetic NiFe $_{2}$ O $_{4}$ /Pt films from room temperature down to 50 K base temperature. The temperature dependence of the conductivity has been studied in parallel to obtain information about the origin of the electric potentials detected at the Pt coverage of the ferrimagnet in order to distinguish the LSSE from the anomalous Nernst effect. Furthermore, the dependence of the LSSE on temperature gradients as well as the influence of an external magnetic field direction is investigated.

論文

A Possible overestimation of the effect of acetylation on lysin residues in KQ mutant analysis

藤本浩文*; 樋口真理子; 小池学*; 大出裕高*; Pinak, M.; Kotulic Bunta, J.*; 根本俊行*; 作道隆*; 本田尚子*; 前川秀彰*; et al.

Journal of Computational Chemistry, 33(3), p.239 - 246, 2012/01

https://doi.org/10.1002/jcc.21956

被引用回数：37 パーセンタイル：64.85(Chemistry, Multidisciplinary)

リジン残基のアセチル化は、タンパク質が受ける翻訳後修飾の中で最も一般的なものの一つである。本研究では、DNA修復酵素の一つであるKuタンパク質内のリジン残基がアセチル化されると、その基質であるDNAとの結合力がどのように変化するのかをコンピュータシミュレーションを用いて検証した。擬似アセチル化タンパク質のモデルとして実験的によく用いられる、グルタミン置換変異体(KQ変異体)ではDNAとの結合力が下がり、非擬似アセチル化タンパク質モデルとして用いられるアルギニン置換変異体(KR変異体)では結合力は低下しなかった。このシミュレーション結果は既報の実験結果と完全に一致している。一方、これらのリジン残基をアセチル化してもDNAとの結合力は低下しなかった。したがって、擬似アセチル化タンパク質のモデルとしてKQ変異体を用いると、アセチル化の影響を過大評価する場合があると考えられる。

論文

Li(Zn,Mn)As as a new generation ferromagnet based on a I-II-V semiconductor

Deng, Z.*; Jin, C. Q.*; Liu, Q. Q.*; Wang, X. C.*; Zhu, J. L.*; Feng, S. M.*; Chen, L. C.*; Yu, R. C.*; Arguello, C.*; 後神達郎*; et al.

Nature Communications (Internet), 2, p.1425_1 - 1425_5, 2011/08

https://doi.org/10.1038/ncomms1425

被引用回数：158 パーセンタイル：93.74(Multidisciplinary Sciences)

(Ga,Mn)Asは典型的な強磁性III-V族半導体として知られている。これは3価のGa原子を2価のMnで置き換えたものであるが、化学的溶解度が限られているため準安定であり、薄膜でしか製作できないものであった。また電子ドープも行うことができなかった。この困難な条件を超えるため、Masekらは理論的にI-II-V族半導体LiZnAsを提案した。この物質では原子価が等しい(Zn,Mn)の置き換えによる磁性の発現とLi濃度を過剰あるいは不足させることによるキャリアードープを独立に制御可能である。本研究では世界で初めてバルクな状態でのLi $_{1+y}$ (Zn $_{1-x}$ Mn)Asの合成に成功した。わずかにLiを過剰にすることで、50Kまでの温度で強磁性が現れること、またp型のキャリアーを持つことが観測され、これらの結果を報告した。

論文

Event structure and double helicity asymmetry in jet production from polarized collisions at = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 84(1), p.012006_1 - 012006_18, 2011/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.84.012006

被引用回数：29 パーセンタイル：72.31(Astronomy & Astrophysics)

重心エネルギー200GeVでの縦偏極陽子陽子衝突からのジェット生成のイベント構造と二重非対称( $A_{LL}$ )について報告する。光子と荷電粒子がPHENIX実験で測定され、イベント構造がPHYTIAイベント生成コードの結果と比較された。再構成されたジェットの生成率は2次までの摂動QCDの計算で十分再現される。測定された $A_{LL}$ は、一番低い横運動量で-0.00140.0037、一番高い横運動量で-0.01810.0282であった。この $A_{LL}$ の結果を幾つかのの分布を仮定した理論予想と比較する。

論文

Identified charged hadron production in collisions at = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.064903

被引用回数：184 パーセンタイル：99.44(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からのの横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。またやスケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。