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Al
と関連物質の
電子状態; 価数の変化に伴う重い電子系超伝導目時 直人
固体物理, 55(7), p.285 - 296, 2020/07
物質の電子状態を解明することは、「固体物理」の主要な研究テーマである。それは多極子や超伝導などの微視的な理解に欠かせない。希土類(4)やアクチノイド(5)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPdAlと関連物質の電子状態について述べる。
-electron state of the heavy fermion superconductor NpPdAl and the isostructural family目時 直人; Aczel, A. A.*; 青木 大*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Griveau, J.-C.*; 萩原 雅人*; Hong, T.*; 芳賀 芳範; 池内 和彦*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011123_1 - 011123_6, 2020/03
希土類(4)やアクチノイド(5)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPdAlと関連物質の電子状態について述べる。
electron state in the heavy fermion superconductor NpPdAl目時 直人; 青木 大*; Griveau, J.-C.*; 大槻 純也*
Journal of the Physical Society of Japan, 89(2), p.024707_1 - 024707_6, 2020/02
被引用回数：3 パーセンタイル：30.58(Physics, Multidisciplinary)重い電子系超伝導体NpPdAlの擬三重項5電子基底状態を明らかにした。主に
からなる一重項基底状態
の
,K上に、
が主要な成分の二重項第一励起状態
を仮定することで帯磁率の温度依存性が説明できる。磁化曲線は擬スピン
=1の局所有効ハミルトニアン
(
)で説明でき、これは四極子演算子
と等価である。比熱は擬三重項を反映してエントロピーがR
となるように規格化した近藤モデルによって理解でき、近藤温度
,Kは分裂幅,Kと同程度であり、多チャンネル近藤効果を示しうる二重項が含まれた擬三重項が重い電子状態と超伝導を担っていることが明らかになった。
K
Fe
As出田 真一郎*; 村井 直樹; 中島 正道*; 梶本 亮一; 田中 清尚*
Physical Review B, 100(23), p.235135_1 - 235135_7, 2019/12
被引用回数：3 パーセンタイル：16.02(Materials Science, Multidisciplinary)BaKFeAs has an exotic physical property where that the C-SDW phase suddenly changes to the C
-magnetic phase and superconductivity is suppressed within a narrow composition range around x = 0.25. We have investigated the doping dependence of the electronic structure of BaKFeAs using angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and found an anomaly in the superconducting (SC) gap structure only for x = 0.25 in both the hole and electron Fermi surfaces (FSs). We also propose that the mechanism of a newly observed double-resonance peak by inelastic neutron scattering is understandable by the SC gap obtained by ARPES. Our discovery reveals the important relationship between the C- magnetic phase and superconductivity, and provides an opportunity to survey the underlying relationship between the SC gap and resonance mode in the hole-doped iron-based superconductor.
Ga, CoGa
, TiGa, ZrGa, and ZrAl with different tetragonal structures照屋 淳志*; 竹田 政貴*; 仲村 愛*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 内間 清春*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 84(5), p.054703_1 - 054703_15, 2015/05
被引用回数：4 パーセンタイル：34.72(Physics, Multidisciplinary)A series of metallic compounds with the tetragonal symmetry are investigated to reveal the relationship between the structural dimensionality and the electronic structure. By combining the de Haas-van Alphen experiments and band structure calculations, a flat one-dimensional Fermi surface is revealed in VGa which is characterized by a chain like arrangement of atoms. On the other hand, CoGa with the nearly cubic symmetry has pyramidal Fermi surfaces with flat {111} planes, similar to NiGa with the ideal cubic structure.
小畠 雅明; 小林 啓介*
Journal of the Vacuum Society of Japan, 58(2), p.43 - 49, 2015/02
大きな検出深さを持つ硬X線光電子分光装置を利用した界面反応領域の深さ方向分析手法、及びこれを活用した金属電極/絶縁膜/半導体ゲートスタック構造などの多層構造に埋もれた界面の化学結合状態と電子状態について紹介する。
Zn
(T: Co, Ir)広瀬 雄介*; 竹内 徹也*; 吉内 伸吾*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; 大貫 惇睦
JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011056_1 - 011056_6, 2014/06
Transport properties of UTZn (T: Co, Ir) have been investigated by measuring Hall effect. Overall behavior is explained by the skew scattering on the impurity model at high temperatures and the periodic Anderson model at low temperatures. Rather complicated behavior was observed in UIrZn with ferromagnetic instability, implying the electronic modification under magnetic field.
飯原 順次*; 村松 康司; 武部 敏彦*; 澤村 明賢*; 難波 暁彦*; 今井 貴浩*; Denlinger, J. D.*; Perera, R. C. C.*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 44(9A), p.6612 - 6617, 2005/09
被引用回数：12 パーセンタイル：43.19(Physics, Applied)軟X線分光法を用いてホウ素ドープダイヤモンドの半導体-金属間電子構造の変化を観測した。ホウ素濃度が数十ppmから数万ppmに増加するにつれて、ホウ素と炭素原子のバンド構造(価電子帯と伝導帯)が半導体構造から金属構造に変化してゆく様子が明瞭にとらえられた。本分光法によるバンド構造変化の観察は、ダイヤモンド半導体のバンドギャップ制御に重要な情報をもたらす。
矢板 毅; 塩飽 秀啓; 鈴木 伸一; 岡本 芳浩; 島田 亜佐子*; Assefa, Z.*; Haire, R. G.*
Physica Scripta, T115, p.302 - 305, 2005/00
N,N'-dimethyl-N,N'-diphenylpyridine-2,6-carboxyamide(DMDPhPDA)セリウム錯体の構造パラメータ及び電子状態についての研究を、XAFS及び蛍光,励起スペクトル法によって行った。DMDPhPDAは、3価ランタノイドからの3価アクチノイド分離のための試薬として有望なものである。SPring-8 BL11XUにおいて測定し、CeのK吸収端XAFS解析から、セリウムと酸素及び窒素の原子間距離はそれぞれ、253pm及び264pmであることを見いだした。ピリジル基の為す平面と金属の為す角はおよそ180度であった。得られた錯体は黄色の錯体で、その吸収スペクトルは大変ブロードなものであった。このピークの長波長側の部分は他のランタノイドでは見いだされなかった。XANESスペクトルは、Ceが3価であることを示しており、この吸収帯は、f-d遷移に基づくものであると推定した。
藤井 健太郎
放射光, 16(3), p.151 - 158, 2003/05
本研究では高輝度光源からの単色軟X線を用いて、まず、DNA構成塩基の窒素及び酸素のNEXAFSスペクトルの測定を行った。それによると、塩基種の違いによる電子状態の違いによってDNA中で、塩基を選択的に励起する、「塩基選択的励起」の可能性を見いだすことができた。また、NEXAFSスペクトルの入射光偏光角度依存性より、adenine, guanine, uracil薄膜は分子が配向構造をもつことが明らかになった。さらに、軟X線によるDNA損傷のメカニズムについて探るために、光照射によって生じたイオンを検出するための、装置を立ち上げ、いくつかのDNA構成分子について、酸素K殻励起領域での脱離イオン観測を行い、直接励起によって生じるDNA損傷のメカニズムについての有力な知見を得ることができた。
F
(n=2-5) clusters羽毛田 直樹*; 横山 啓一; 田中 宏昌*; 工藤 博司*
Journal of Molecular Structure; THEOCHEM, 577(1), p.55 - 67, 2002/01
金属化合物やクラスターの電子状態を調べる目的で、リチウム原子が過剰に含まれるフッ化物クラスターLiF(n=2-5) の構造と電子構造を理論計算により求めた。その結果、過剰電子が分子全体に非局在化して分布することができるのはn=2のときだけであり、nが3以上では過剰電子が特定の部位に局在化して金属的電子状態が消失することがわかった。このことは、すでに研究されているLi(OH)クラスターに比べて、LiFクラスターではイオン結合性が強いことを示唆している。また、末端リチウム原子の数とイオン化エネルギーの相間がLi(OH)の場合と類似していることが示された。
寺岡 有殿; 吉越 章隆
JAERI-Tech 2001-009, 41 Pages, 2001/03
JAERI-Tech-2001-009.pdf:1.99MB
固体表面上で起きる化学反応を原子・分子レベルで解析することを目的として、SPring-8表面アトムプロセス評価装置を設計・製作した。本装置の目的は、反応初期の固体表面及び吸着表面の原子配列の解析並びにこれらの表面原子の持つ電子状態を走査型トンネル顕微鏡(STM)及び原子間顕微鏡(AFM)を用いて超高真空中(UHV)において原子分解能で明らかにすることである。本報告は、SPring-8表面アトムプロセス評価装置の設計・製作に関する技術情報を詳細に述べる。
平田 勝; Bastug, T.*; 館盛 勝一; 関根 理香*; 尾上 順*; 中松 博英*
Advances in Quantum Chemistry, Volume 37, p.325 - 333, 2001/00
相対論密度汎関数法を用いて硝酸ウラニル錯体のポテンシャルエネルギー曲線を計算した。ウランに配位している水分子及びウラニル酸素の原子位置を変化させながら全エネルギー計算を行い最安定原子間距離を求めた結果、水分子についてはこれまでに報告されている実験結果と良好な一致を示した。一方、ウラニル酸素については、わずかに原子間距離の長いところで安定となることがわかった。また、得られたポテンシャル曲線各々の化学結合の強さを反映しており、ウラニル酸素は水分子より深いポテンシャル曲線となることがわかった。
手島 正吾
JNC TN8400 2000-029, 54 Pages, 2000/10
JNC-TN8400-2000-029.pdf:1.32MB
本報告は、著者が核燃料サイクル開発機構において平成10年4月から平成12年10月までに博士研究員として行った研究内容をまとめたものである。本報告は、3つの内容に分かれる。1)相対論的スピン密度汎関数法に基づくバンド計算法、この計算法をも用いて解析した、2)強磁性体UGe2、3)反強磁性体UO2の電子物性に関する研究である。1)相対論的バンド計算(RBC)法 s、p、d電子系物質を扱うバンド計算法は、基礎面、応用面ともに十分な研究が行われている。しかし、アクチニド化合物のような磁性5f電子を扱うバンド計算法は、非常に複雑でありかつ相対論的アプローチが必要とされるために、その研究が遅れている。本研究では、磁性5f電子に有効な相対論的バンド計算法を定式化した。2)UGe2の電子物性 UGe2は強磁性体であることから、理論による解析が未だ十分に行われていない。そこで、本研究で開発した相対論的バンド計算法を用いてUGe2の電子状態とフェルミ面を解析した。その結果、UGe2は5f電子特有の重い電子系であることが分かり、実験結果と一致する結果を得た。3)核燃料UO2の電子構造 核燃料物質である反強磁性UO2の熱伝導度の振る舞いを把握することは重要である。しかし、熱伝導度に影響を与える電子構造の計算が、相対論的効果を考慮した形では、未だ行われていない。そこで、RBC法を適用し、UO2の電子構造の詳細を明らかにした。
-uranium metal栗原 正義*; 平田 勝; 関根 理香*; 尾上 順*; 中松 博英*
Journal of Nuclear Materials, 281(2-3), p.140 - 145, 2000/10
被引用回数：3 パーセンタイル：26.4(Materials Science, Multidisciplinary)相対論DV-DS分子軌道法を用いて相金属ウランの価電子帯光電子分光スペクトルの理論解析を行った。実験的に得られているスペクトルを定量的に帰属し、金属ウランの価電子帯での電子状態の特徴を明らかにした。また、各原子軌道ごとの部分状態密度を示すことにより、フェルミレベル近傍の各原子軌道の寄与を示した。
平田 勝; Bastug, T.; 館盛 勝一
日本原子力学会誌, 42(10), p.1104 - 1108, 2000/10
被引用回数：1 パーセンタイル：12.08(Nuclear Science & Technology)相対論密度汎関数(RDFT)法を用いて硝酸プルトニル・2水和物のPu=O(プルトニウム酸素)結合及びPu-OH2結合におけるプルトニウム原子と配位子酸素原子間距離の構造最適化を行った。計算によって求められた原子間距離は実験的に報告されている原子間距離と良好な一致を示した。得られたポテンシャル曲線からは、Pu-OH2結合と比較してPu=O結合が非常に強いことを示した。また、安定構造における硝酸プルトニル・2水和物の電子状態を解析した結果、Pu=O結合の強さの原因は、プルトニウムの6d軌道と酸素の2p軌道との強い共有結合性に伴うものであることを明らかにした。また、これらの共有結合成分はPu-OH2結合ではそれほど顕著ではなかった。
関山 明*; 岩崎 剛之*; 松田 京子*; 斎藤 祐児; 大貫 惇睦*; 菅 滋正*
Nature, 403(6768), p.396 - 398, 2000/01
被引用回数：255 パーセンタイル：98.92(Multidisciplinary Sciences)光電子分光は物質に高エネルギーの光を入れた時に出てくる外部光電子のエネルギーを測定することによって、物質の電子状態を調べる手法である。そのために高温超伝導体を初めとして多くの物質で研究が進んでいた。しかし、これまで全世界に普及している装置では、高い光エネルギーでは分解能が足りなかったり、あるいは、低い光エネルギーで分解能は十分発揮できるものの固体の表面しか観測できないというとても大きな制約があり、多くの固体物質では表面と内部(バルク)の電子状態が大きく異なっているために、最も知りたい固体内部の情報が得られないという欠点があった。われわれは、大型放射光施設SPring-8の共用ビームラインBL25SUに整備された世界トップの性能を実現した超高分解能軟X線分光器と高分解能光電子分光実験装置を用いて、CeRuSi及びCeRuの真のバルク電子状態を解明するのに世界で初めて成功した。
平田 勝; 関根 理香*; 尾上 順*; 中松 博英*; 向山 毅*; 武内 一夫*; 館盛 勝一
Journal of Alloys and Compounds, 271-273, p.128 - 132, 1998/00
被引用回数：8 パーセンタイル：52.58(Chemistry, Physical)相対論DV-DS分子軌道法を用いて、硝酸アクチニル-トリエチルりん酸錯体(AnO(NO
)-2TEP,An=UNp,Pu)の電子状態を調べた。有機りん酸系抽出剤を用いた6価硝酸アクチニルの抽出分配比はU
NpPu順に減少する傾向を示す。この傾向を電子論的に理解するために、アクチノイド原子と抽出剤の酸素原子(ドナー原子)間の化学結合状態を解析した結果、結合電子数の減少と抽出分配比の減少に相関関係が認められた。錯体の安定性に与える5f電子の局在化傾向や、電子密度分布、結合電子数分布等から抽出系を理論的に取り扱うための基礎的な知見を得ることができた。
渡部 弘*; 小口 多美夫*
日本計算工学会論文集, 2(1), p.63 - 65, 1997/05
固体中の電子状態計算は、物性研究や各種新物質、新材料開発にとって非常に重要である。特に密度汎関数理論に基づく電子状態計算は、調整可能なパラメータを含まないという非経験性のゆえに、第一原理計算として発展しており、多くの信頼性の高い結果を与えている。しかし一方、必要な計算リソースは計算時間、記憶容量ともに膨大であり、従来のベクトル型スーパーコンピュータでは多大な計算時間を必要とする。そこで我々は第一原理電子状態計算プログラムの並列化を行い、高速化を試みた。ターゲットマシンとしてはNEC製SX-4及び富士通製VPP300を採用した。数値実験を行った結果、SX-4では2並列時に1.60倍、VPP300では12PE使用時に最大4.97倍の加速率が得られた。
渡部 弘*; 小口 多美夫*
JAERI-Data/Code 97-009, 30 Pages, 1997/03
JAERI-Data-Code-97-009.pdf:1.05MB
固体中の電子状態計算は、物性研究や各種新物質、新材料開発にとって非常に重要である。特に密度汎関数理論に基づく電子状態計算は、調整可能なパラメータを含まないという非経験性のゆえに、第一原理計算として発展しており、多くの信頼性の高い結果を与えている。しかし一方、必要な計算リソースは計算時間、記憶容量ともに膨大であり、従来のベクトル型スーパーコンピュータでは多大な計算時間を必要とする。そこで我々は第一原理電子状態計算プログラムの並列化を行い、高速化を試みた。ターゲットマシンとしてはNEC製SX-4及び富士通製VPP300を採用した。数値実験を行った結果、SX-4では2並列時に1.60倍、VPP300では12PE使用時に最大4.97倍の加速率が得られた。
