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論文

Controlled growth of boron-doped epitaxial graphene by thermal decomposition of a B$$_{4}$$C thin film

乗松 航*; 松田 啓太*; 寺澤 知潮; 高田 奈央*; 増森 淳史*; 伊藤 圭太*; 小田 晃司*; 伊藤 孝寛*; 遠藤 彰*; 舟橋 良次*; et al.

Nanotechnology, 31(14), p.145711_1 - 145711_7, 2020/04

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

炭化珪素(SiC)基板上にエピタキシャル成長した炭化ホウ素(B$$_{4}$$C)薄膜の熱分解によって、ホウ素をドープしたエピタキシャルグラフェンが成長することを示した。SiC上のB$$_{4}$$CとB$$_{4}$$C上のグラフェンの界面は、一定の方位関係を持ち、ダングリングボンドのない安定した構造を局所的に持っていた。B$$_{4}$$Cの最初の炭素層はバッファー層として機能し、その上にグラフェンが積層していた。B$$_{4}$$C上のグラフェンは、ホウ素が高濃度にドープされており、正孔濃度は2$$times$$10$$^{13}$$ - 2$$times$$10$$^{15}$$ cm$$^{-2}$$の広い範囲で制御できた。高濃度にホウ素をドープしたグラフェンはスピングラス挙動を示し、これはスピンフラストレーションシステムにおける局所的な反強磁性秩序の存在を示唆している。炭化物の熱分解は、さまざまな用途向けの新しいの機能エピタキシャルグラフェンをウェーハスケールで得るための技術であると期待できる。

論文

Manipulation of saturation magnetization and perpendicular magnetic anisotropy in epitaxial Co$$_{x}$$Mn$$_{4-x}$$N films with ferrimagnetic compensation

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:1 パーセンタイル:31.73(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 Co$$_{x}$$Mn$$_{4-x}$$N films. Perpendicular magnetization emerges for $$0.8 leq x$$, and the saturation magnetization reaches a minimum value at $$x = 0.8$$.

論文

Preferred site occupation of 3$$d$$ atoms in Ni$$_{x}$$Fe$$_{4-x}$$N (${it x}$ = 1 and 3) films revealed by X-ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism

高田 郁弥*; 伊藤 啓太*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 高梨 弘毅*; 木村 昭夫*; 末益 崇*

Physical Review Materials (Internet), 2(2), p.024407_1 - 024407_5, 2018/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.2(Materials Science, Multidisciplinary)

X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism measurements were performed at the Ni and Fe $$L_{2,3}$$ absorption edges for Ni$$_{x}$$Fe$$_{4-x}$$N (${it x}$ = 1 and 3) epitaxial films. Shoulders at approximately 2 eV above the Ni $$L_{2,3}$$ main peaks in the XAS spectrum of Ni$$_{3}$$FeN were interpreted to originate from hybridization of orbitals between Ni 3$$d$$ at face-centered (II) sites and N 2$$p$$ at body-centered sites, while such features were missing in NiFe$$_{3}$$N film. Similar shoulders were observed at Fe $$L_{2,3}$$ edges in both films. Hence, Ni atoms preferentially occupied corner (I) sites, where the hybridization was weak because of the relatively long distance between Ni at I sites and N atoms. The relatively large magnetic moment deduced from sum-rule analysis of NiFe$$_{3}$$N also showed a good agreement with the presence of Ni atoms at I sites.

論文

Local electronic states of Fe$$_{4}$$N films revealed by X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism

伊藤 啓太*; 都甲 薫*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 小口 多美夫*; 末益 崇*; 木村 昭夫*

Journal of Applied Physics, 117(19), p.193906_1 - 193906_6, 2015/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:50.26(Physics, Applied)

We performed XAS and XMCD measurements at Fe L$$_{2,3}$$ and N K-edges for Fe$$_{4}$$N epitaxial films grown by MBE. We compared experimental XAS and XMCD spectra with those simulated by a combination of a first-principles calculation and Fermi's golden rule. We revealed that the shoulders observed at Fe L$$_{2,3}$$-edges in the XAS and XMCD spectra were due to the electric dipole transition from the Fe 2p core-level to the hybridization state generated by $$sigma$$$$^{ast}$$ anti-bonding between the orbitals of N 2p at the body-centered site and Fe 3d on the face-centered (II) sites. Thus, the observed shoulders were attributed to the local electronic structure of Fe atoms at II sites. As to the N K-edge, the line shape of the obtained spectra was explained by the dipole transition from the N 1s core-level to the hybridization state formed by $$pi$$$$^{ast}$$ and $$sigma$$$$^{ast}$$ anti-bondings between the Fe 3d and N 2p orbitals.

論文

X-ray magnetic circular dichroism for Co$$_{x}$$Fe$$_{4-x}$$N (x = 0, 3, 4) films grown by molecular beam epitaxy

伊藤 啓太*; 佐内 辰徳*; 安富 陽子*; Zhu, S.-Y.*; 都甲 薫*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 木村 昭夫*; 末益 崇*

Journal of Applied Physics, 115(17), p.17C712_1 - 17C712_3, 2014/05

 被引用回数:15 パーセンタイル:35.4(Physics, Applied)

We evaluated orbital ($$m_{rm orb}$$) and spin magnetic moments ($$m_{rm spin}$$) of Co$$_{x}$$Fe$$_{4-x}$$N (x = 0, 3, 4) epitaxial thin films grown by molecular beam epitaxy using X-ray magnetic circular dichroism, and discussed the dependence of these values on x. Site-averaged $$m_{rm spin}$$ value of Fe atoms was deduced to be 1.91 $$mu$$$$_{B}$$ per atom, and that of Co atoms to be 1.47 $$mu$$$$_{B}$$ per atom in Co$$_{3}$$FeN at 300 K. These values are close to 1.87 $$mu$$$$_{B}$$ per Fe atom in Fe$$_{4}$$N and 1.43 $$mu$$$$_{B}$$ per Co atom in Co$$_{4}$$N, respectively. This result implies that the Fe and Co atoms in the Co$$_{3}$$FeN films were located both at corner and face-centered sites in the anti-perovskite lattice. Spin magnetic moments per unit cell were decreased linearly with increasing x in Co$$_{x}$$Fe$$_{4-x}$$N. This tendency is in good agreement with theory predicted by the first-principle calculation.

口頭

New small sodium leak detection system, 2; An Experiment of moving fluid ionization detector and laser leak detector in fast breeder reactor Monju

岡崎 幸基*; 内藤 晋*; 中山 邦彦*; 牧野 俊一郎*; 重山 武蔵*; 桑子 彰*; 泉 幹雄*; 伊藤 潤*; 岡田 久*; 武藤 啓太郎

no journal, , 

高速増殖炉(FBR)においては、微小なNa漏えいを確実に検知することが安全上、重要である。冷却配管から漏えいしたNaは雰囲気中の酸素等と反応してNaエアロゾルを形成する。もんじゅの2次冷却系では、冷却配管の周辺の空気を吸引して放射線イオン化式検出器(RID)へ導入し、RIDがエアロゾルを検出した場合は、エアロゾルの化学分析と現場の目視確認により、Na漏えいを判断する運用が行われている。ただし、RIDは信号強度が温度に強く依存し、また、煙,揮発性物質等のNaを含まないエアロゾルも検出するため、誤警報防止の観点から改良が求められている。このため、動流体イオン検出器(MID)とレーザリーク検出器(LLD)の開発を進めている。MIDは信号強度の温度依存性を低減可能であり、LLDはレーザ誘起ブレークダウン分析法によりエアロゾル中のNa原子を検出できる。実プラント環境下での性能を検証するため、もんじゅの2次冷却系にMID及びLLDを設置してフィールド試験を実施した。この試験では、実際のサンプリングラインを用いて2次冷却系配管の周辺の空気をMID及びLLDで測定するとともに、上記雰囲気中の海塩(NaCl)由来のNa濃度をイオンクロマトグラフィー法で測定した。本試験の結果、MIDとLLDのバックグラウンド信号は低く安定していること、さらに、雰囲気中の海塩由来のNa濃度は、微小漏えい時のNa濃度に比べて3桁低いことが確認され、適用性に十分な見通しが得られた。

口頭

高レベル放射性廃液中からの白金族元素の分離・回収,3; 放射線場におけるシリカ担持型吸着材の吸着特性

伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を効率よく分離・回収できるシリカ担持型吸着材の耐放射線性及び放射線照射場での吸着特性を調査するために、$$gamma$$線照射下で模擬廃液を用いたバッチ吸着試験を行い、その特性について検討した。その結果、吸着材への廃液中のPdの吸着は未照射下の場合と同様に、2時間以内に平衡に達し、その吸着率は99%以上であった。また、照射開始から20時間経過してもPdの吸着率が減少しないことから、積算吸収線量が100kGy程度の範囲では、Pdが吸着するシリカに担持した抽出剤の分解溶出はほとんどないことがわかった。

口頭

高レベル放射性廃液中からの白金族元素の分離・回収,5; シリカ担持型吸着材の吸着保持性能に対する放射線の影響

伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を分離・回収するために調製したシリカ担持型吸着材の放射線照射条件下での吸着保持性能を評価するために、PGMsを飽和まで吸着させた吸着材の$$gamma$$線照射実験を行った。その結果、吸収線量350kGyまではすべてのPGMsの保持率が97%以上であり、特にプロセスでの吸着対象である2価パラジウムPd(II)の保持率が99%以上であったことから、積算線量100kGy未満である実際の放射線環境下で吸着材は十分に適用できることがわかった。

口頭

Study on separation of platinum group metals from high level liquid waste using macroporous (MOTDGA-TOA)/SiO$$_{2}$$-P silica-based absorbent

伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を効率よく分離・回収するために、シリカ担持型の吸着材として(MOTDGA-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pを開発するとともに、その放射線照射場での吸着特性及び耐放射線性を調査した。その結果、この吸着材がPdに対して高い吸着性能を有するとともに、シリカに含浸した2種類の抽出剤の相乗効果によってRu及びRhに対する吸着性能が改善されることがわかった。また、$$gamma$$線照射下の模擬廃液中の吸着材へのPd吸着は未照射下の場合と同様に、迅速に平衡に達し99%以上の吸着率を得た。さらに、$$gamma$$線の照射開始から20時間経過しても吸着材中のPd保持率が減少しないこと等から、この吸着材が耐放射線性に優れていること、実廃液からのPd分離に利用可能であることが示唆された。

口頭

放射線照射下の白金族元素用シリカ担持型吸着材の吸着特性及び耐放射線性に関する研究

伊藤 辰也; 永石 隆二; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を効率よく分離・回収するために開発したシリカ担持型の吸着材の(MOTDGA-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pについて、その放射線照射場での吸着特性及び耐放射線性を調査した。その結果、$$gamma$$線照射下の模擬廃液中の吸着材へのPd吸着は未照射下の場合と同様に、迅速に平衡に達し99%以上の吸着率を得た。さらに、$$gamma$$線の照射開始から20時間経過しても吸着材中のPd保持率が減少しないこと等から、この吸着材が耐放射線性に優れていること、実廃液からのPd分離に利用可能であることが示唆された。

口頭

高レベル放射性廃液中からの白金族元素の分離・回収,7; (Crea-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pと(MOTDGA-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pの比較

伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を分離・回収するために調製したチオジグリコールアミド型抽出剤と3級アミン型抽出剤を多孔性シリカ/ポリマー複合担体粒子(SiO$$_{2}$$-P)に含浸担持させた多孔性シリカ担持型吸着材として、アミド型抽出剤の炭素鎖の長さが異なる(Crea-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pと(MOTDGA-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pの吸着,分離,耐放射線性及び吸着挙動への放射線照射の影響について比較検討を行った。その結果、どちらの吸着材もPGMsに対する吸着挙動はほぼ同様であるが、$$gamma$$線を高線量照射した吸着材の耐放射線性に関する実験では、側鎖が長い(MOTDGA-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pの方が(Crea-TOA)/SiO$$_{2}$$-Pよりも劣化が少ないこと等がわかった。

口頭

福島汚染水処理二次廃棄物のための固定化技術の開発,1; 模擬廃棄物の合成と評価

谷口 拓海; 入澤 啓太; 伊藤 譲; 並木 仁宏; 大杉 武史; 阿部 智久; 佐藤 淳也; 榊原 哲朗; 中澤 修; 目黒 義弘; et al.

no journal, , 

原子力機構は、英国シェフィールド大学と協力して、文部科学省廃炉加速化共同プログラムを実施している。本研究では、それら廃棄物の水素ガス燃焼・漏えいリスク低減を目的に、低含水リン酸セメントによる閉じ込めを目指す。本発表では、日英共同プロジェクトの概要と合成した模擬廃棄物を紹介する。

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