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Li, J.*; Li, X.*; Zhang, Y.*; Zhu, J.*; Zhao, E.*; 古府 麻衣子; 中島 健次; Avdeev, M.*; Liu, P.-F.*; Sui, J.*; et al.
Applied Physics Reviews (Internet), 11(1), p.011406_1 - 011406_8, 2024/03
被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Applied)The desire for intrinsically low lattice thermal conductivity () in thermoelectrics motivates numerous efforts on understanding the microscopic mechanisms of heat transport in solids. Here, based on theoretical calculations, we demonstrate that
-MgAgSb hosts low-energy localized phonon bands and avoided crossing of the rattler modes, which coincides with the inelastic neutron scattering result. Using the two-channel lattice dynamical approach, we find, besides the conventional contribution (
70% at 300 K) from particlelike phonons propagating, the coherence contribution dominated by the wavelike tunneling of phonons accounts for
30% of total
at 300 K. By considering dual contributions, our calculated room-temperature
of 0.64 Wm
K
well agrees with the experimental value of 0.63 Wm
K
. More importantly, our computations give a nonstandard
dependence, perfectly explaining the abnormal temperature-trend of
in experiment for
-MgAgSb. By molecular dynamics simulation, we reveal that the structure simultaneously has soft crystalline sublattices with the metavalent bonding and fluctuating liquid-like sublattices with thermally induced large amplitude vibrations. These diverse forms of chemical bonding arouse mixed part-crystal part-liquid state, scatter strongly heat-carrying phonons, and finally produce extremely low
. The fundamental research from this study will accelerate the design of ultralow-
materials for energy-conversion applications.
Ren, Q.*; Gupta, M. K.*; Jin, M.*; Ding, J.*; Wu, J.*; Chen, Z.*; Lin, S.*; Fabelo, O.*; Rodriguez-Velamazan, J. A.*; 古府 麻衣子; et al.
Nature Materials, 22, p.999 - 1006, 2023/05
被引用回数:26 パーセンタイル:99.21(Chemistry, Physical)Ultralow thermal conductivity and fast ionic diffusion endow superionic materials with excellent performance both as thermoelectric converters and as solid-state electrolytes. Yet the correlation and interdependence between these two features remain unclear owing to a limited understanding of their complex atomic dynamics. Here we investigate ionic diffusion and lattice dynamics in argyrodite AgSnSe
using synchrotron X-ray and neutron scattering techniques along with machine-learned molecular dynamics. We identify a critical interplay of the vibrational dynamics of mobile Ag and a host framework that controls the overdamping of low-energy Ag-dominated phonons into a quasi-elastic response, enabling superionicity. Concomitantly, the persistence of long-wavelength transverse acoustic phonons across the superionic transition challenges a proposed 'liquid-like thermal conduction' picture. Rather, a striking thermal broadening of low-energy phonons, starting even below 50 K, reveals extreme phonon anharmonicity and weak bonding as underlying features of the potential energy surface responsible for the ultralow thermal conductivity (
0.5 Wm
K
) and fast diffusion. Our results provide fundamental insights into the complex atomic dynamics in superionic materials for energy conversion and storage.
Meng, L.*; Wang, B.*; Wang, G.-J.*; Zhu, S.-L.*
Physics Reports; A Review Section of Physics Letters, 1019, p.1 - 149, 2023/05
被引用回数:34 パーセンタイル:97.9(Physics, Multidisciplinary)Chiral symmetry and its spontaneous breaking play an important role both in the light hadron and heavy hadron systems. The chiral perturbation theory (PT) is the low energy effective field theory of the Quantum Chromodynamics. In this work, we shall review the investigations on the chiral corrections to the properties of the heavy mesons and baryons within the framework of
PT. We will also review the scatterings of the light pseudoscalar mesons and heavy hadrons, through which many new resonances such as the D*s0(2317) could be understood. Moreover, many new hadron states were observed experimentally in the past decades. A large group of these states is near-threshold resonances, such as the charged charmoniumlike
and
states, bottomoniumlike
states, hidden-charm pentaquark
and
states and the doubly charmed
state, etc. They are very good candidates of the loosely bound molecular states composed of a pair of charmed (bottom) hadrons, which are very similar to the loosely bound deuteron. The modern nuclear force was built upon the chiral effective field theory (LEFT), which is the extension of the
PT to the systems with two matter fields. The long-range and medium-long-range interactions between two nucleons arise from the single-and double-pion exchange respectively, which are well constrained by the chiral symmetry and its spontaneous breaking. The short-distance interactions can be described by the low energy constants. Such a framework works very well for the nucleon-nucleon scattering and nuclei. In this work, we will perform an extensive review of the progress on the heavy hadronic molecular states within the framework of LEFT. We shall emphasize that the same chiral dynamics not only govern the nuclei and forms the deuteron, but also dictates the shallow bound states or resonances composed of two heavy hadrons.
Yang, Z.*; Wang, G.-J.*; Wu, J.-J.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*
Journal of High Energy Physics (Internet), 2023(1), p.058_1 - 058_19, 2023/01
被引用回数:2 パーセンタイル:70.45(Physics, Particles & Fields)ハミルトニアン有効理論にクォーク模型、クォークペア生成、相互作用の情報を含むベアな状態と散乱状態の結合を取り入れた形式を用いて、しきい値近傍の
波の4個の
状態のスペクトルを研究した。
酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Zhu, J.-X.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*; 小手川 恒*; 藤 秀樹*; 鈴木 康平*; 大島 佳樹*; et al.
Physical Review B, 106(23), p.235152_1 - 235152_8, 2022/12
被引用回数:0 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)Ni置換系CeCoNi
In
について、核四重極共鳴と核磁気共鳴(NQR/NMR)を用いて調べた。
=2.3Kの超伝導転移gは、Ni置換によって徐々に下がってゆき、
=0.25の時にゼロとなる。超格子を用いた密度関数計算によってNQRスペクトルの帰属を行い、スピン格子緩和率
が一様に抑えられ、反強磁性スピン揺らぎがNi置換によって弱められることを明らかにした。
=0.25のとき、
が、
=2Kで極大を示すことがわかった。このことは、遍歴電子の反強磁性スピン揺らぎがネスティングによって打ち消し合っているとして理解できる。
Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064314_1 - 064314_14, 2022/12
被引用回数:2 パーセンタイル:49.92(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰なリン、硫黄同位体を生成し、そこからのベータ崩壊半減期および娘核の励起準位を測定した。Pの崩壊によって得られるエネルギー準位から、この原子核の基底状態は
あるいは
であることが示唆された。中性子数が偶数の硫黄同位体からの崩壊様式を系統的に調べた結果、中性子数が増えるにつれてガモフテラー遷移強度の大きな準位の励起エネルギーが高くなることがわかった。これは、大規模殻模型計算によって予言されている現象に一致する。
Yang, Z.*; Wang, G.-J.*; Wu, J.-J.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*
Physical Review Letters, 128(11), p.112001_1 - 112001_6, 2022/03
被引用回数:21 パーセンタイル:95.91(Physics, Multidisciplinary)閾値近傍のハドロン共鳴を有限サイズの格子QCDのデータを用いて解析する新しい手法を提案し、正パリティのメソンのスペクトルに応用した。ハミルトニアン有効理論にクォーク模型,クォークペア生成,DK相互作用の情報を入れてベアな状態と散乱状態の結合を取り入れた。4個の
状態のうち、
と
の状態は散乱状態と強く混合する。一方で、
と
はほとんどベアなクォーク模型状態で記述できる。有限格子サイズでのレベル交差が再現されることを示した。
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:32.24(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。
Meng, L.*; Wang, G.-J.*; Wang, B.*; Zhu, S.-L.*
Physical Review D, 104(9), p.094003_1 - 094003_8, 2021/11
被引用回数:21 パーセンタイル:84.82(Astronomy & Astrophysics)共鳴のアイソスピンを破る崩壊について再解析を行った。その結果
の内部構造と崩壊におけるアイソスピンの破れを定量的に結びつける新しい解析方法を提案し、これを適用した。その結果、
における中性メソンチャネルの寄与が80%であることがわかった。
Doherty, D. T.*; Andreyev, A. N.; Seweryniak, D.*; Woods, P. J.*; Carpenter, M. P.*; Auranen, K.*; Ayangeakaa, A. D.*; Back, B. B.*; Bottoni, S.*; Canete, L.*; et al.
Physical Review Letters, 127(20), p.202501_1 - 202501_6, 2021/11
被引用回数:8 パーセンタイル:64.62(Physics, Multidisciplinary)Bi is the heaviest known proton emitting isotope. Its decay had been observed, but the assumed ground-state lifetime (
s) was incorrect, leading to unexplained hindrance. With two new experiments at Argonne National Laboratory, two states were clearly identified. One is the proton-emitting ground-state (spin 1/2
, half-life: 2.8
s), the second is a 58(2)
s
-decaying isomer. The new data show the inversion of the ground and isomeric states compared to neighboring Bi isotopes. This is the only known example of a ground-state proton decay to a daughter nucleus (
Pb) with a major shell closure.
Meng, L.*; Wang, B.*; Wang, G.-J.*; Zhu, S.-L.*
Science Bulletin, 66(20), p.2065 - 2071, 2021/10
被引用回数:25 パーセンタイル:91.41(Multidisciplinary Sciences)最近発見された2つのテトラクォーク状態(3985)と
(4000)の崩壊を有効理論を用いて調べた結果、崩壊の分岐比からこれらが同じ状態か異なる状態かを判断できることがわかった。
Naeem, M.*; Zhou, H.*; He, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lan, S.*; Wu, Z.*; Zhu, Y.*; Wang, X.-L.*
Applied Physics Letters, 119(13), p.131901_1 - 131901_7, 2021/09
被引用回数:9 パーセンタイル:64.95(Physics, Applied)We investigated the in situ deformation behavior of the CrCoNi medium-entropy alloy at a cryogenic temperature of 140 K and compared it with deformation at room temperature. The sample exhibited higher strength and larger ductility at the cryogenic temperature. The CrCoNi alloy remained single-phase face-centered cubic at room temperature, while deformation at 140 K resulted in a martensitic transformation to the hexagonal close-packed structure. The phase transformation, an additional deformation mechanism to stacking faults, twinning, and dis- location slip, resulted in a higher work hardening at cryogenic temperature. The study addresses the structure metastability in the CrCoNi alloy, which led to the formation of epsilon-martensite from the intrinsic stacking faults.
Meng, L.*; Wang, G.-J.*; Wang, B.*; Zhu, S.-L.*
Physical Review D, 104(5), p.L051502_1 - L051502_8, 2021/09
被引用回数:56 パーセンタイル:98.33(Astronomy & Astrophysics)最近発見された状態の長距離構造をその強い相互作用と電磁相互作用による崩壊の分岐の様子から推定することが可能であることを示した。その結果、
の主成分は
であることがわかった。
酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Zhu, J.-X.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*; Ramakrishna, S. K.*; Reyes, A. P.*; 鈴木 康平*; 大島 佳樹*; et al.
Physical Review B, 104(8), p.085106_1 - 085106_12, 2021/08
被引用回数:3 パーセンタイル:26.56(Materials Science, Multidisciplinary)典型的な量子臨界金属であるCeCoInは、In元素をZn元素で少量置換することで、反強磁性を誘起できることが知られており、7%Zn置換系では、超伝導も共存する。NQRおよびNMRを用いて、微視的に電子状態を調べた結果、反強磁性はZn置換子周辺で起こり、超伝導は置換子から離れた電子状態が核となって起こり、近接効果により、バルク全体に超伝導が拡がる、という不均一性を見出した。Zn置換子周辺にある局所不均一性は、磁場をかけても残存することも見出した。
Wang, G.-J.*; Meng, L.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*
Physical Review D, 104(3), p.036016_1 - 036016_15, 2021/08
被引用回数:23 パーセンタイル:89.05(Astronomy & Astrophysics)チャームクォーク2個と反クォーク2個の束縛状態であるテトラクォークの動径励起状態と波励起状態のスペクトルを、クォーク模型を用いて解析した。クォーク模型は標準的なカラークーロン力と線形閉じ込め力を持つもので、チャーモニウム状態でパラメータを決めた。ダイクォークの基底状態を用いて、カラーが
と
の状態を取り入れた計算の結果、
状態が低いエネルギーとなることがわかった。
モードと
モードの励起状態を調べた結果、最近発見されたX(6900)に相当するエネルギー領域には
状態、
状態、
状態、および
波状態が対応していることが明らかになった。また、エキゾチックな量子数を持つ
や
状態は主に
波の
,
にそれぞれ崩壊することがわかった。
Wang, G.-J.*; Meng, L.*; Xiao, L.-Y.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*
European Physical Journal C, 81(2), p.188_1 - 188_12, 2021/02
被引用回数:32 パーセンタイル:94.72(Physics, Particles & Fields)クォーク模型を用いて、S波のテトラクォーク状態の質量を計算し、さらに
チャネルへの崩壊幅の計算を行った。これらは、最近LHCbで報告されている
状態の理解につながる。また、対応する
の状態として、
を予言した。この状態が実験的に見つかることで、この模型が実証されてインパクトが大きい。
Zheng, Y.*; Xiao, H.*; Li, K.*; Wang, Y.*; Li, Y.*; Wei, Y.*; Zhu, X.*; Li, H.-W.*; 松村 大樹; Guo, B.*; et al.
ACS Applied Materials & Interfaces, 12(37), p.42274 - 42284, 2020/09
被引用回数:22 パーセンタイル:74.29(Nanoscience & Nanotechnology)Interactions between the active components with the support are one of the fundamentally factors in determining the catalytic performance of a catalyst. In this study, we investigated the interaction between CeO and LaFeO
, the two important oxygen storage materials in catalysis area, by tuning the sizes of CeO
particles and highlight a two-fold effect of the strong oxide-oxide interaction in determining the catalytic activity and selectivity for preferential CO oxidation in hydrogen feeds. It is found that the anchoring of ultra-fine CeO
particles at the framework of three-dimensional-ordered macroporous LaFeO
surface results in a strong interaction between the two oxides that induces the formation of abundant uncoordinated cations and oxygen vacancy at the interface. This discovery demonstrates that in hybrid oxide-based catalysts, tuning the interaction among different components is essential for balancing the catalytic activity and selectivity.
伊藤 啓太*; 安富 陽子*; Zhu, S.*; Nurmamat, M.*; 田原 昌樹*; 都甲 薫*; 秋山 了太*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 小口 多美夫*; et al.
Physical Review B, 101(10), p.104401_1 - 104401_8, 2020/03
被引用回数:17 パーセンタイル:75.65(Materials Science, Multidisciplinary)Spintronics devices utilizing a magnetic domain wall motion have attracted increasing attention, and ferrimagentic materials with almost compensated magnetic moments are highly required to realize the fast magnetic domain wall motion. Here, we report a key function for this purpose in anti-perovskite CoMn
N films. Perpendicular magnetization emerges for
, and the saturation magnetization reaches a minimum value at
.
Ye, M.*; Xu, T.*; Li, G.*; Qiao, S.*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; Zhu, S.-Y.*; Nurmamat, M.*; 角田 一樹*; 石田 行章*; et al.
Physical Review B, 99(14), p.144413_1 - 144413_7, 2019/04
被引用回数:12 パーセンタイル:55.6(Materials Science, Multidisciplinary)We investigate the microscopic origin of ferromagnetism coupled with topological insulators in V-doped (Sb,Bi)Te
employing X-ray magnetic circular dichroism and angle-resolved two-photon photoemission spectroscopies, combined with first-principles calculations. We found an magnetic moment at the Te site anti-parallel to that of the V and Sb sites, which plays a key role in the ferromagnetic order. We ascribe it to the hybridization between Te 5
and V 3
majority spin states at the Fermi energy, consistent with the Zener-type
-
exchange interaction scenario. The substitution of Bi for Sb suppresses the bulk ferromagnetism by introducing extra electron carriers in the majority spin channel of the Te
states that compensates the antiparallel magnetic moment on the Te site. Our findings reveal important clues to designing magnetic topological insulators with higher Curie temperature that work under ambient conditions.
Dioguardi, A. P.*; 安岡 弘志*; Thomas, S. M.*; 酒井 宏典; Cary, S. K.*; Kozimor, S. A.*; Albrecht-Schmitt, T. E.*; Choi, H. C.*; Zhu, J.-X.*; Thompson, J. D.*; et al.
Physical Review B, 99(3), p.035104_1 - 035104_6, 2019/01
被引用回数:8 パーセンタイル:41.31(Materials Science, Multidisciplinary)正方晶プルトニウムボロン化合物PuBの単結晶、および粉末試料を用いて、
Pu核核磁気共鳴(NMR)実験を行なった。この化合物は、最近になって強相関電子系のトポロジカル絶縁体候補物質と考えられている。
Pu核NMRスペクトルは、結晶内Pu位置の局所対称性を反映したものとなっており、NMRシフトとNMR緩和率の温度依存性は、エネルギーギャップをもつ非磁性状態にあることが示唆された。これは、密度汎関数理論計算結果とも矛盾しない。実際に観測された巨視的なギャップ状態は、本化合物がトポロジカル絶縁体候補であることを支持している。