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論文

Direct observation of electronic structure change by resistance random access memory effect in amorphous alumina

久保田 正人; 児子 精祐*; 加藤 誠一*; 雨宮 健太*

AIP Advances (Internet), 9(9), p.095050_1 - 095050_4, 2019/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nanoscience & Nanotechnology)

アルミ酸化膜のメモリ機能と微視的な物性の関係を明らかにするために、放射光吸収測定を行い、電気特性の変化に伴う酸素サイトの電子状態の変化を直接的に捉えることに成功した。

論文

Domain structure and electronic state in P3HT:PCBM blend thin films by soft X-ray resonant scattering

久保田 正人; 櫻井 岳暁*; 宮寺 哲彦*; 中尾 裕則*; 杉田 武*; 吉田 郵司*

Journal of Applied Physics, 120(16), p.165501_1 - 165501_5, 2016/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

有機薄膜太陽電池を高効率化するためには、適切なドメイン構造形成、並びにその物性評価が重要である。2成分有機分子凝集系の有機太陽電池薄膜で見られる構造や電子状態の特徴を捉えるために、成膜過程に用いる溶媒を変えた試料の放射光実験を行った。ドメインが成長し、分子自体の配向度が高い方が機能性が高いという特徴があることを明らかにした。

論文

Processes of silver photodiffusion into Ge-chalcogenide probed by neutron reflectivity technique

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Sheoran, G.*; Mitkova, M.*

Physica Status Solidi (A), 213(7), p.1894 - 1903, 2016/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:52.06(Materials Science, Multidisciplinary)

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

論文

Measurement of transient photo-induced changes in thin films at J-PARC; Time-resolved neutron reflectivity measurements of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Wolf, K.*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031023_1 - 031023_6, 2015/09

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが、初期の急速な拡散によるAg-richな層の形成と、緩やかな拡散によるAg-poorな層の形成と、2段階のプロセスを経て拡散が進行していることを明らかにした。

論文

Dynamics of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films; Time-resolved neutron reflectometry

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, M. R.*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 619(1), p.012046_1 - 012046_4, 2015/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:2

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)とISIS(INTER)の中性子反射率測定を用いて、拡散界面の解析を行った。その結果、光照射によって初期の急速なAg拡散によるAg-rich層の形成された後、その界面をほぼ一定に保ちながら、緩やかな拡散による第2のAg-poor層が形成される2段階のプロセスが進行していることが明らかになった。

論文

Studies of silver photo diffusion dynamics in Ag/Ge$$_{x}$$S$$_{1-x}$$ ($$x$$=0.2 and 0.4) films using neutron reflectometry

坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Latif, R.*; et al.

Canadian Journal of Physics, 92(7/8), p.654 - 658, 2014/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:31.06(Physics, Multidisciplinary)

アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが初期の急速な拡散から緩やかな拡散と2段階のプロセスを経て、界面の拡散層が形成されている様子を捉えた。

論文

Magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice revealed by resonant soft X-ray scattering

久保田 正人; 山田 浩之*; 中尾 裕則*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 澤 彰仁*; 村上 洋一*

Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FH07_1 - 05FH07_5, 2014/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:88.18(Physics, Applied)

We have investigated the magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice fabricated on a lattice-matched La$$_{0.3}$$Sr$$_{0.7}$$Al$$_{0.65}$$Ta$$_{0.35}$$O$$_{3}$$ substrate by resonant soft X-ray scattering. The temperature- and $mbox{boldmath $Q$}$-dependences of the energy spectra were measured around the Mn $$L_{2,3}$$-absorption edges. We successfully observed not only a signal that reflects the valence modulation of Mn ion, but also a magnetic signal reflecting ferromagnetism. Compared with the calculated models, we concluded that the ferromagnetism mainly originates from the magnetic moments at the Mn sites sandwiched by LaO layers.

論文

Antiferromagnetic order of the Co$$^{2+}$$ high-spin state with a large orbital angular momentum in La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$

岡本 淳*; 中尾 裕則*; 山崎 裕一*; 和達 大樹*; 田中 新*; 久保田 正人; 堀金 和正*; 村上 洋一*; 山田 和芳*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044705_1 - 044705_6, 2014/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.92(Physics, Multidisciplinary)

The antiferromagnetic insulator La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$ has been investigated by Co L$$_{2,3}$$-edge and O K-edge X-rayabsorption spectroscopy (XAS) measurements and Co L$$_{2,3}$$-edge resonant soft X-ray magnetic scattering (RXMS)measurement to determine the Co electronic structures associated with magnetic ordering. Co L$$_{2,3}$$-edge linear-dichroicXAS shows that Co$$^{2+}$$ takes a high-spin (HS) state and Co$$^{3+}$$ takes a low-spin (LS) state. Using Co L$$_{2,3}$$-edge RXMS, wedirectly determined that an antiferromagnetic order is formed with a HS state of Co$$^{2+}$$ ions. Moreover, the spin andorbital angular momenta of the Co$$^{2+}$$ HS state are quantitatively estimated to be 1.1$$pm$$0.1 and 1.0$$pm$$0.1, respectively,and to align parallel in the ab plane by utilizing the cluster model calculation. The large orbital angular momentum of the Co$$^{2+}$$ HS state originates from the small $$D_{4h}$$-symmetry crystal field splitting of $$t_{2g}$$ levels, which is comparable with the spin-orbit coupling constant of the Co 3$$d$$ orbital.

論文

Conduction band caused by oxygen vacancies in aluminum oxide for resistance random access memory

児子 精祐*; 久保田 正人; 原田 善之*; 平山 泰生*; 加藤 誠一*; 北澤 英明*; 木戸 義勇*

Journal of Applied Physics, 112(3), p.033711_1 - 033711_6, 2012/08

 被引用回数:51 パーセンタイル:9.46(Physics, Applied)

As a next-generation memory, we have developed a rare-metal-free memory using Al oxide with a high-density of oxygen vacancies (V$$_{o}$$). We showed a resistive switching mechanism of an AlOx-ReRAM based on the electronic states revealed by TSC. This system is expected to have high endurance, equivalent to that of dynamic random access memory (DRAM), because it is driven by increasing/decreasing numbers of electrons, similar to DRAM. The electronic structure has been simulated using first-principles calculations. We report the electronic structure of the band gap, analyzed using thermally stimulated current measurements, to evaluate the simulated results. We observed electronic states corresponding to resistance changes for the first time.

論文

Current status of a new polarized neutron reflectometer at the intense pulsed neutron source of the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of J-PARC

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Chinese Journal of Physics, 50(2), p.161 - 170, 2012/04

The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world's brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS and MUSE). The user program of MLF has been already started in 2008, and now nine neutron and two muon spectrometers are in operation. Installation of the new reflectometer was expected to be completed in March 2011. However, the construction was interrupted by the massive earthquake hitting northeast Japan, including Tokai-mura where J-PARC is located. We expect to restart the user program of the new polarized neutron reflectometer at the beginning of next year (2012).

論文

Angle-resolved photoemission spectroscopy study of PrFeAsO$$_{0.7}$$; Comparison with LaFePO

西 一郎*; 石角 元志; 出田 真一郎*; Malaeb, W.*; 吉田 鉄平*; 藤森 淳*; 小谷 佳範*; 久保田 正人*; 小野 寛太*; Yi, M.*; et al.

Physical Review B, 84(1), p.014504_1 - 014504_5, 2011/07

 被引用回数:19 パーセンタイル:32.78(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄系超伝導体PrFeAsO$$_{0.7}$$の角度分解光電子分光の研究を行い、フェルミ準位付近のフェルミ面とバンド分散を調べた。へき開表面の極性により激しくホールドープされた電子状態が観測された。しかしながら、われわれはバンド幅を約2.5倍減少させ化学ポテンシャルを70meV下げるとLDAの計算と合うことを見いだした。これまでに報告されているLaFePOと比較することで、$$d$$$$_{3z^{2}-r^{2}}$$$$yz,zx$$によるバンドのエネルギー位置が両者で非常に大きく異なることがわかった。このことはLDA計算で予言されているように異なるニクトゲン高さに起因する。

論文

Magnetic structrue of CeAs under high pressure

長壁 豊隆; 神木 正史*; 岩佐 和晃*; 久保田 正人*; 吉澤 英樹*; 芳賀 芳範; 鈴木 孝*

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.434 - 436, 2000/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.04(Physics, Condensed Matter)

高圧下でのCeAsに対する中性子回折により、CeAsの圧力-温度相図がCePのそれと極めて良く似ていることを初めて明らかにした。ある臨界圧力値以上でどちらの物質も$$Gamma_{7}$$状態と$$Gamma_{8}$$状態の(007)Ce面が規則正しく積層した特異な長周期磁気構造が現れるが、この臨界圧力がCePでは約0.3GPaであるのに対し、CeAsでは約1.2GPaであることが明らかになった。このことは、それぞれの物質のキャリア数の違いとp-f混成効果の性質により理解できる。

論文

Novel magnetic structure of the low carrier system CeP and CeAs under external fields

長壁豊 隆; 神木 正史*; 岩佐 和晃*; 加倉井 和久*; J.-M.Mignot*; I.Goncharenko*; 岡山 泰*; 高橋 博樹*; 毛利 信男*; 久保田 正人*; et al.

Physics of Strongly Correlated Electron Systems (JJAP Series 11), p.123 - 125, 1998/00

少数キャリアー物質CeP,CeAsについて、磁場あるいは高圧下において、結晶場基底状態$$Gamma$$$$_{7}$$Ceイオンの間に励起状態の$$Gamma$$$$_{8}$$Ceイオンの層が周期的に分布し、かつその周期が磁場あるいは圧力によって系統的に変化することが明らかになった。さらに、1.5GPa以上(CeP)あるいは2.5GPa以上(CeAs)の高圧下において、CeSbに見られるものと同様な磁気構造も見いだされた。これらの実験結果は、CeXにおける特異な磁気的性質が、キャリアー数を基本的なパラメータとして統一的に理解できる可能性を示している。また、その現象をもたらす原因として、キャリアー間のクーロン相互作用、及びキャリアーと4f電子の間の混成効果(p-f混成効果)が大きな役割を果たしていると思われる。

口頭

放射光を用いた電子強誘電体LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$における電荷秩序の研究

久保田 正人*; 早川 弘毅*; 大石 大輔*; 赤浜 祐士*; 吉井 賢資; 神戸 高志*; 池田 直*

no journal, , 

フォトンファクトリーの放射光を用いて、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の電荷秩序状態の研究を行った。この系は、鉄イオンの3d電子が実空間上で特殊な配列をすることで強誘電性を発現する新規な強誘電物質であるが、電荷秩序状態の詳細と本質については不明な点が多い。本研究では単結晶試料を用い、鉄のK,L吸収端近傍において、試料に電流を流しながら室温近傍でX線回折実験を行った。電流密度及び電流方向などのパラメータを変化させることで、電荷秩序状態が変化したり消失したりする様子が観測された。現在解析を行っており、この系の強誘電性の起源である電荷秩序状態についての詳細を議論する予定である。

口頭

層状三角格子物質LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$における電荷秩序の非線形電場応答

早川 弘毅*; 久保田 正人*; 大石 大輔*; 赤浜 祐士*; 松尾 祥史*; 池田 直*; 神戸 高志*; 君塚 昇*; 吉井 賢資

no journal, , 

標記物質は、鉄イオンの電荷秩序によって330K以下で強誘電性を示す、新しいタイプの強誘電体である。本研究では、電荷秩序状態の詳細を調べるために、外部電場による電荷秩序状態の変化を、物性測定及び高エネルギー加速器研究機構の放射光を用いて調べた結果を報告する。試料に電場を印加すると、小さい電場の時には鉄電荷秩序のため電流は流れず抵抗は大きいが、ある閾値を超えると電流が急激に流れ抵抗が減少することが観測された。放射光を用いた軟X線回折からは、低電場ではc軸2倍周期の超格子が観測されるが、閾値以上の電場ではc軸方向の長周期構造は消失した。これらの結果は、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の電荷秩序の起源にかかわる情報を含むと考えられるが、現在解析中であり、詳細は当日報告する。

口頭

A New polarized neutron reflectometer installed at the intense pulsed neutron source of Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of J-PARC opening to International users

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 稲村 泰弘; et al.

no journal, , 

The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS & MUSE). At the conference, the outline design specification and the present situation of this new polarized neutron reflectometer will be presented, and perspective view of the international collaboration on this reflectometer will also be discussed.

口頭

Neutron triple-axis spectrometers in the research reactor JRR-3

金子 耕士; 久保田 正人; 長壁 豊隆; 武田 全康; 脇本 秀一; 山内 宏樹

no journal, , 

In the research reactor JRR-3, three triple-axis spectrometers, used to measure structure factor in an arbitral Q-$${omega}$$ space, have been installed and operated by JAEA. The three spectrometers, TAS-1, TAS-2 and LTAS have different characteristics in energy range, resolution, and accessories with each other. Uniqueness of TAS-1 installed at the reactor hall is intense neutron flux up to high energy and its availability of modern polarised neutron devices. TAS-2 accepts clean neutron beam with low background due to its location. The other characteristics are its possibility to accommodate various extreme sample environments. In contrast, LTAS uses the cold neutron. In return for a limited access in Q-$${omega}$$ space, LTAS realises higher energy resolution, and accepts of wide range of accessories as TAS-2. A complementary use of these triple-axis spectrometers offers an optimum performance in inelastic neutron scattering experiments to study dynamics of materials.

口頭

J-PARC偏極中性子反射率計ビームライン建設状況と研究展望

久保田 正人

no journal, , 

J-PARCビームライン17において、垂直型偏極中性子反射率計(SHARAKU:写楽)の設置を進めてきたが、2012年2月より一般共用実験を開始する運びとなった。本発表では、この中性子反射率計の現状と今後の研究展望について発表する。

口頭

軟X線共鳴散乱を用いたマンガン酸化物超格子薄膜の磁性の研究

久保田 正人; 山田 浩之*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 澤 彰仁*

no journal, , 

量子ビームの一つである軟X線を用いた測定は、遷移金属酸化物や有機物質の物性研究を行ううえで、有用な点が多い。2$$p$$$$to$$3$$d$$遷移による軟X線を用いた実験では、機能を発現する金属元素の電子状態を直接的に捉えられることや、磁気散乱強度も100-1000倍強度が大きく、磁性材料研究により適している。マンガン超格子薄膜(LaMnO$$_3$$)$$_m$$/SrMnO$$_3$$)$$_n$$における軟X線共鳴散乱実験を行った。今回は、超格子薄膜における磁性に関して発表を行う。

口頭

軟X線共鳴散乱によるマンガン酸化物超格子薄膜の磁性研究

久保田 正人; 山田 浩之*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 澤 彰仁*

no journal, , 

薄膜状態での強相関電子系の磁性に関する議論を行い知見を深めるという観点から、積層枚数が(m,n)=(5,5)である強磁性絶縁体[(LaMnO$$_3$$)$$_5$$/(SrMnO$$_3$$)$$_5$$]を用いた、共鳴軟X線散乱による実験結果について発表する。[(LaMnO$$_3$$)$$_5$$/SrMnO$$_3$$)$$_5$$]をユニットセルとした場合、散乱ベクトル$$Q=(0 0 L)$$付近の超格子反射は、マンガンのL$$_{II}$$, L$$_{III}$$吸収端近傍で特徴的なスペクトルを示した。$$L$$=1付近では、超格子反射強度は、$$T_C$$=160K付近でシグナルが出現し、温度降下とともに、強度が増加していく振る舞いを示した。一方、$$L$$=2付近のシグナルは、顕著な温度変化を示さなかった。これらは、観測したシグナルが超格子薄膜における強磁性シグナルであることを意味している。発表では、超格子薄膜とバルク単結晶試料で見られる磁性を比較することにより、基板選別による格子整合のマッチング調整が磁性に及ぼす影響について考察を行う。

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