Te-NMR study on a single crystal of heavy fermion superconductor UTe

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 仲嶺 元輝*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 88(7), p.073701_1 - 073701_4, 2019/07

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.073701

最近新たに発見された重い電子系超伝導体UTeのTe-NMRによる研究について報告する。単結晶試料を用いTe-NMRのKnight shift およびスピン-格子緩和率の測定を行なった。その結果、20K以上の常磁性相において静的および動的帯磁率のどちらもが弱いIsing型の異方性を持つことを確認した。一方、20K以下の低温ではa軸方向に磁場をかけた場合にスピン-スピン緩和率の強い発散が見られることがわかった。このことは低温でa軸方向に強い縦型のスピン揺らぎが発達していることを示唆している。

Microscopic approach to magnetism and superconductivity of -electron systems with filled skutterudite structure

堀田 貴嗣

Journal of the Physical Society of Japan, 74(4), p.1275 - 1288, 2005/04

https://doi.org/10.1143/JPSJ.74.1275

充填スクッテルダイト化合物の電子物性を理解するために、希土類イオンの-電子数1から13のそれぞれの場合に軌道縮退アンダーソン模型を数値繰り込み群法によって解析し、磁化率とエントロピーを計算した。Prを含む充填スクッテルダイトに対応する-電子系の場合、たとえ基底状態が非磁性の一重項でも、三重項が小さな励起エネルギーを持つ第一励起状態として存在していれば、磁気揺らぎが低温まで生き残ることがわかった。さらに、-結合描像に基づいて構築された軌道縮退ハバード模型を解析した結果、一重項及び三重項基底状態が入れ替わるごく狭い領域で、磁気揺らぎに媒介される異方的クーパー対が現れることを見いだした。

Magnetic fluctuations of filled skutterudites emerging in the transition region between singlet and triplet states

堀田 貴嗣

Physical Review Letters, 94(6), p.067003_1 - 067003_4, 2005/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.067003

充填スクッテルダイト化合物の磁気的性質を明らかにするために、a伝導電子バンドと混成する7つの-電子軌道を含むアンダーソン模型を数値的手法によって解析した。局所的な-電子数をとすると、Prを含む充填スクッテルダイト化合物は=2に対応するが、このとき、たとえ基底状態が非磁性の一重項でも、わずかなエネルギー差で磁気的な三重項励起状態が存在していれば、顕著な磁気揺らぎが低温まで生き残ることがわかった。この結果は、充填スクッテルダイト構造においては、伝導電子バンドとよく混成する遍歴的な-軌道と、ほとんど混成しない局在的な-軌道に分かれるということで理解される。このような遍歴・局在描像は、=1から13までの-電子の磁化率とエントロピーの複雑な計算結果をよく説明する。

Clustering phenomena in nuclear matter below the saturation density

竹本 宏輝*; 福島 昌宏; 千葉 敏; 堀内 昶*; 赤石 義紀*; 東崎 昭弘*

Physical Review C, 69(3), p.035802_1 - 035802_9, 2004/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.69.035802

ブロッホ関数の方法を用いて飽和密度以下の核物質の密度揺らぎについて研究した。この手法は、低密度で孤立したクラスターが存在する状態と、高密度の一様物質までを統一した記述が可能であることに特徴がある。この特徴を生かして対称核物質の及びOクラスターによる密度揺らぎと、非対称核物質におけるHeクラスターによる密度揺らぎを考察した。これらのクラスターによる密度揺らぎが飽和密度の1/52/5程度の密度以下で現れることを見いだした。

ゲルは固体か液体か?; 中性子散乱で観える2面性

小泉 智

高分子, 51(12), P. 957, 2002/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/10010392745

中性子スピンエコー法で得られた高分子ゲルの静的不均一構造に関する最近の成果をまとめた。実在の高分子ゲルには架橋点の空間不均一によって誘発される静的不均一構造が存在し、これが過剰な小角散乱や引っぱりなどの変形を受けたときのバタフライ状散乱の原因であると報告されてきた。そこでわれわれは中性子スピンエコー法によって高分子ゲル中の濃度揺らぎの時間変化を追跡し静的不均一構造による小角散乱を分離した。その結果、静的不均一構造からの散乱は、約10ナノメートルの大きさで波数qの関数としてqで急激に減少することが明らかとなった。またこれより小さなスケールでは普通の高分子溶液と同じような濃度揺らぎが熱的に生成消滅していることが明らかとなった。濃度揺らぎの凍結,非凍結がナノスケールで共存している点がゲルという柔らかい固体の起源であると結論した。

オンライン臨界安全監視システムの開発研究

not registered

PNC TJ1632 97-001, 139 Pages, 1997/03

PNC-TJ1632-97-001.pdf:2.91MB

核燃料再処理工場等に用いられる安価で即応性の良い臨界安全監視システムの開発を目的として、過去5年間にわたって逐次型ARMAモデル同定手法の安全監視システムへの応用と言う観点から各種の検討を行ってきた。これらの成果を実際のシステムとして構築することがこれからの課題であり、本年度はこれらの知見を実際の臨界安全監視システムとしてシステム化するために必要となるモジュールに付いて検討を行うと共に、平成8年3月に動燃事業団・大洗工学センターのDCA実験装置において行われた炉雑音実験データを解析し、これまでの手法の有効性と限界を確認すると共に以下の結論を得た。1.中性子信号を検出し、アナログ/ディジタル変換を行うシステム構成は中性子検出器に何を用いるかによって変わる。しかし、今回のDCA実験データの解析結果はパルス型の中性子検出器の方が、電流型よりも有効であることを示している。電流型の場合には、ハムノイズを除去するための適当なノッチフィルタを設計しなくてはならない。2.従来は、同軸ケーブルなどを用いて信号の伝送を行ってきたが、近年、光ケーブルを用いた信号の伝送技術が主流となっている。そこで、本システムでは光伝送制御システムの利用を提案する。この技術は大量の情報の伝送を可能にするばかりでなく各モジュールの遠隔制御を可能にする。また、この方法は、耐電磁誘導障害、耐火性に富み、システムの信頼性を高める。3.信号解析部として、システムを固定化してしまうROMチップを用いるよりも、近年目覚ましい進歩を示している高性能計算機と各種の信号解析ソフトウェアを組み合わせた総合信号解析処理システムを提案した。この手法はソフトウェアや解析技術の進歩を即座にシステムに取り入れることが可能となるばかりでなく、特別なシステムを付加することなく、時代と共に進歩・発展する柔軟な臨界安全監視システムを構築することができる。

Small-angle neutron scattering study on Fe-Cu-Nb-Si-B nanocrystalline alloys

大沼 正人*; 鈴木 淳市; 舩橋 達; 石垣 徹*; 桑野 寿*; 浜口 由和*

Physica B; Condensed Matter, 213-214, p.582 - 584, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0921-4526(95)00218-X

Fe-Cu-Nb-Si-B微結晶合金はアモルファス状態と較べて、透磁率などの磁気特性が優れているために、磁性材料として注目されている。この磁気特性向上には合金中の結晶化が大きく寄与していることが明らかとなってきたがミクロな立場からその機構を解明するために、中性子小角散乱の実験を行った。その結果、Nb、Cu添加元素の存在が微結晶化のために重要であり、組成揺らぎを誘導すること、その結果として局所磁化の揺らぎが出現することが明らかとなった。

2次元エレクトライドYCにおけるアニオン電子由来磁性

玉造 博夢; 村上 洋一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 松浦 直人*; 川北 至信; 松石 聡*; 鷲尾 康仁*; 井下 猛*; 浜田 典昭*; et al.

no journal, , 

アニオンとして振る舞う電子を内包する結晶はエレクトライドと呼ばれる。2次元エレクトライドYCは、アニオン的な電子が[YC]レイヤー間で擬2次元電子ガスとして振る舞う層状化合物である。YCはこのアニオン電子に由来すると考えられる特異な磁性を示しており、これまでに理論・実験の両面から探査 されてきた。第一原理計算によって、YCの電子状態はferromagnetic instabilityに近いことが指摘された。一方で、実験的にはpoly試料に対する帯磁率測定の結果、磁気秩序は2Kまで観測されず、Curie-Weiss則に従うような温度依存性が観測 されるものの、Weiss温度は反強磁性を示唆する負の値となり、またその大きさもサンプルごとに大きく異なっている。本研究では、poly試料を用いた中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、磁気秩序は先行研究と同様に観測されなかった一方で、波数Q=0 周りに微弱ながらも明瞭な磁気励起を観測した。各波数における複素帯磁率の虚部のエネルギー依存性はローレンツ関数で表され、その線幅のQ依存性からYCはnearly ferromagnetであることが判明した。これらの結果から、YCにおけるCurie-Weiss的な帯磁率の温度依存性は、守谷理論に代表されるようなスピン揺らぎのモー ド結合効果によるものと考えられる。また磁気形状因子のQ依存性は、Yの4d電子のそれよりも減衰が早く、実空間で磁化密度は非局在化していることが判明した。この結果は、YCの磁性はYの4d電子に由来するものではなく、[YC]レイヤー間に存在するアニオン電子スピンに由来することを示唆している。

非弾性中性子散乱で観測する鉄系超伝導体の3次元電子構造とマルチギャップ構造

梶本 亮一; 古府 麻衣子; 河村 聖子; 鈴木 雄大*; 中島 正道*; 村井 直樹

no journal, , 

鉄系超伝導体のスピンダイナミクスは超伝導発現機構に重要な役割を果たすと考えられているが、その複雑な電子構造のため、実験的に得られた中性子散乱スペクトルの理解は容易ではない。本研究では、密度汎関数理論(DFT)から得られた有効模型を用いた理論解析を組み合わせることで、過去に行われた鉄系超伝導体の中性子散乱実験では見過ごされていた特徴的なスペクトル構造を報告する。主な結果は以下の2点である。(1)スピン揺らぎの3次元的変調構造122型と呼ばれる鉄系超伝導体を対象に非弾性中性子散乱実験を行い、磁気散乱強度の3次元的変調構造を観測した。モデル計算を用いることで、磁気散乱強度の変調周期はフェルミ面の面外方向のゆがみに対応することを示す。(2)中性子散乱スペクトルに現れるマルチギャップ性超伝導状態における鉄系超伝導体の磁気散乱スペクトルには、レゾナンスモードと呼ばれるピーク構造が現れる。我々はまず、鉄系超伝導体のようなマルチギャップ系においては、サイズの異なる複数の超伝導ギャップの存在を反映した複数のレゾナンスモードが生じ得ることをモデル計算を用いて示す。次に、高精度の中性子散乱実験を行うことで、理論的に予測される複数のレゾナンスモードが実際に観測可能であることを示す。本研究で得られた理論と実験の一致は、鉄系超伝導体の複雑なマルチバンド構造に対するプローブとしての中性子分光実験の有用性を示唆するものである。