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論文

$$^{61}$$Ni synchrotron radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy of nickel-based nanoparticles with hexagonal structure

増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 細井 浩平*; 小林 浩和*; 北川 宏*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.20861_1 - 20861_8, 2016/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:50.18(Multidisciplinary Sciences)

We measured the SR M$"o$ssbauer spectra of Ni nanoparticles with a hexagonal structure that were synthesized by chemical reduction. To obtain M$"o$ssbauer spectra of the nanoparticles without 61-Ni enrichment, we developed a measurement system for $$^{61}$$Ni SR M$"o$ssbauer absorption spectroscopy without X-ray windows between the standard energy alloy and detector. The counting rate of the $$^{61}$$Ni nuclear resonant scattering in the system was enhanced by the detection of internal conversion electrons and the close proximity between the energy standard and the detector. The spectrum measured at 4 K revealed the internal magnetic field of the nanoparticles was 3.4 T, corresponding to a Ni atomic magnetic moment of 0.3 Bohr magneton. This differs from the value of Ni$$_{3}$$C and the theoretically predicted value of hexagonal closed packed Ni and suggested the nanoparticle possessed intermediate carbon content between hcp-Ni and Ni$$_{3}$$C of approximately 10 atomic percent of Ni.

論文

Attempt to measure magnetic hyperfine fields in metallic thin wires under spin Hall conditions using synchrotron-radiation M$"o$ssbauer spectroscopy

壬生 攻*; 三井 隆也; 田中 雅章*; 増田 亮*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Journal of Applied Physics, 117(17), p.17E126_1 - 17E126_4, 2015/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.81(Physics, Applied)

Measurement of the magnetic hyperfine fields in metallic thin wires under spin Hall conditions was attempted using the emerging technique synchrotron radiation M$"o$ssbauer spectroscopy. A M$"o$ssbauer probe layer of $$^{57}$$Fe(0.2 nm), $$^{57}$$Fe(0.6 nm), or $$^{119}$$Sn(0.6 nm) was embedded as an electron spin detector near the surfaces of V, Au, Pt, and $$^{56}$$Fe wires. The magnitudes of the magnetic hyperfine fields at the $$^{57}$$Fe and $$^{119}$$Sn nuclear sites that could be enhanced by nonequilibrium conduction electron spin polarization were measured both without and with the application of an electric current along the wire. Changes in the M$"o$ssbauer spectra were not clearly observed, indicating that the magnetic hyperfine field induced by nonequilibrium spin polarization is smaller than the detection limit at least for the measured systems and conditions.

論文

Development of $$^{125}$$Te synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy

黒葛 真行*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 齋藤 真器名*; 増田 亮*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Hyperfine Interactions, 226(1), p.687 - 691, 2014/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:30.92

The M$"o$ssbauer spectra of the 35.49 keV excited state of $$^{125}$$Te were observed in the energy domain using synchrotron radiation for the first time. The obtained isomer shifts and Debye temperature agree with previous experiments. These results show that this method will be applicable to various compounds.

論文

$$^{125}$$Te synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy of Fe$$_{1.1}$$Te and FeTe$$_{0.5}$$Se

黒葛 真行*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 齋藤 真器名*; 増田 亮*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044708_1 - 044708_4, 2014/04

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

The $$^{125}$$Te M$"o$ssbauer spectra of Fe$$_{1.1}$$Te and FeTe$$_{0.5}$$Se$$_{0.5}$$ were measured using synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy. The hyper fine field of Te in the antiferromagnetic phase of Fe$$_{1.1}$$Te was evaluated to be 4(1) T at 20 K, and this hyper fine field is considered to be due to the transferred hyper fine field from Fe magnetic moments. The evaluated hyper fine field was comparatively large, suggesting the strong correlation with the magnetic moment of Fe that forms double stripe type magnetic structure. For the superconductor FeTe$$_{0.5}$$Se$$_{0.5}$$, no marked change in its M$"o$ssbauer parameters was observed below or above the superconducting transition temperature, indicating that the change in the electronic state of Te was small.

論文

Synchrotron radiation-based M$"o$ssbauer spectra of $$^{174}$$Yb measured with internal conversion electrons

増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 伊賀 文俊*; 瀬戸 誠

Applied Physics Letters, 104(8), p.082411_1 - 082411_5, 2014/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:45.24(Physics, Applied)

本研究では、核共鳴吸収に伴うX線と電子を同時に検出できる検出器を備えた装置を世界に先駆けて開発し、その装置と大型放射光施設SPring-8の大強度X線を用いて、YbB$$_{12}$$に含まれる$$^{174}$$Ybの放射光メスバウアースペクトルを測定することに成功した。今後、さまざまな元素の放射光メスバウアー測定が可能になり、レアアース磁石などの磁石材料や錯体・触媒材料・エレクトロニクス材料といった機能性材料の研究に進展がもたらされることが期待できる。本研究の一部は科学研究費補助金・基盤研究S「同位体特定による局所状態解明のための先進的メスバウアー分光法開発」及び研究スタート支援「放射光を用いたネオジム核共鳴散乱法の開発」の補助を受け、SPring-8の利用課題として行われた。

論文

M$"{o}$ssbauer study on the SmFe$$_2$$ hydride through $$^{149}$$Sm and $$^{57}$$Fe

増田 亮; 三井 隆也; 伊藤 恵司*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 瀬戸 誠

Journal of the Physical Society of Japan, 81(3), p.034714_1 - 034714_6, 2012/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:75.66(Physics, Multidisciplinary)

Nuclear resonant forward scattering of synchrotron radiation by $$^{149}$$Sm and $$^{57}$$Fe M$"{o}$ssbauer spectroscopy were applied to SmFe$$_2$$ and $$c$$-SmFe$$_2$$H$$_x$$ ($$x$$ $$_sim^{<}$$ 3), in order to study the effect hydrogen absorption to the local electronic states. The differences between the parameters of hyperfine structure of SmFe$$_2$$ and those of $$c$$-SmFe$$_2$$H$$_x$$ are discussed in connection with the modulation of local electronic states induced by the lattice expansion and the chemical effect by hydrogenation. The differences also imply the screening of the interactions between Sm and Fe by the inserted hydrogen atoms.

論文

Synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy

瀬戸 誠; 増田 亮; 東谷口 聡*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 稲葉 千雅*; 三井 隆也; 依田 芳卓*

Physical Review Letters, 102(21), p.217602_1 - 217602_4, 2009/05

 被引用回数:37 パーセンタイル:14.33(Physics, Multidisciplinary)

放射光を用いてメスバウアー吸収スペクトルを測定する新しい方法を開発した。この方法は、同位体線源を用いた従来の手法では困難な核種等、ほとんどのメスバウアー核種に対して利用可能である。この方法を用いて、同位体線源では不可能な$$^{73}$$Ge核種の68.752keVの励起準位を利用したメスバウアースペクトルを観測することに成功した。この結果は、本方法によって放射光の優れた特徴を生かした先進的メスバウアー測定が可能になることを示すものである。

論文

Conversion electron and X-ray M$"o$ssbauer spectroscopies using synchrotron radiation

三井 隆也; 瀬戸 誠; 増田 亮; 小林 康浩*; 北尾 真司*

Japanese Journal of Applied Physics, 47(9), p.7136 - 7139, 2008/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:72.85(Physics, Applied)

$$^{57}$$Feを富化した反強磁性体FeBO$$_{3}$$単結晶のネール温度近傍における純核ブラッグ反射を利用して、SPring-8からエネルギー可変の高輝度メスバウアービームの取り出しを行った。本実験では、これをプローブに利用した放射光ベースの内部転換電子、X線メスバウアー分光の最初の測定に成功するとともに、放射光メスバウアービームの利点を浮き彫りにした。本実験では、高温腐食させた鉄試料の生成酸化物の同定・分離定量化や入射ビームの偏光性がスペクトルに与える影響も詳細に調べられた。

論文

Development of neV-resolution spectroscopy using synchrotron-based $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer radiation

増田 亮; 三井 隆也; 北尾 真司*; 東谷口 聡*; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠

Japanese Journal of Applied Physics, 47(10), p.8087 - 8090, 2008/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.83(Physics, Applied)

シングルラインプロファイルの純核ブラッグ散乱を用いて、放射光ベースのneV分解能分光光学系を開発した。その光学系は、放射光から$$^{57}$$Feメスバウアー放射を取り出すための$$^{57}$$FeBO$$_{3}$$単結晶(ネール温度近傍)と、エネルギー分布を分析するためのシングルラインプロファイルのメスバウアー吸収体($$^{57}$$Feを富化したステンレススチール)の2要素からなる。この光学系の性能評価のため、メスバウアー放射を超音波振動を加えたSi結晶によって回折させ、そのエネルギープロファイルを観測した。その結果、超音波振動によるneV幅のエネルギー変調の観測に成功した。

論文

M$"o$ssbauer spectroscopic evidence on the heme binding to the proximal histidine in unfolded carbonmonoxy myoglobin by guanidine hydrochloride

原見 太幹*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 三井 隆也

Hyperfine Interactions, 181(1-3), p.179 - 187, 2008/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:74.6(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

ミオグロビン(Mb)のアンフォールディングしたヘム構造は、直接X線による構造解析ができないことによって未解決である。塩酸グアニジンでアンフォールディングした一酸化炭素ミオグロビン(MbCO*)にメスバウア分光法を適用して研究した。測定スペクトルからMbCO*は塩酸グアニジンの濃度(1$$sim$$6M)によらず一種類のスペクトルからなり、濃度とともにMbCO*のモル分率が増えている。Mbのグロビンが壊れている条件下では、MbCO*のヘム鉄のアイソマーシフトは天然Mbと異なることがわかった。このことと、既存のデータを含んで判断すると、MbCO*のヘムは近位ヒシツジンに配位したままであることを示している。

論文

Generation and application of ultrahigh monochromatic X-ray using high-quality $$^{57}$$FeBO$$_{3}$$ single crystal

三井 隆也; 瀬戸 誠; 菊田 惺志*; 平尾 直久*; 大石 康生*; 武居 文彦*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 東谷口 聡*; 増田 亮*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(2), p.821 - 825, 2007/02

 被引用回数:22 パーセンタイル:30.69(Physics, Applied)

$$^{57}$$Feを富化した反強磁性体$$^{57}$$FeBO$$_{3}$$単結晶のネール温度近傍における純核ブラッグ反射を利用して、SPring-8の日本原子力研究開発機構の専用ビームラインBL11XUにおいて、neVオーダーのエネルギー分解能を持つ超単色のシングルラインX線を12000cpsの世界最高の強度で発生することに成功した。本実験では、得られた超単色X線のビーム特性と放射光メスバウアースペクトル測定におけるパフォーマンスが調べられた。放射光の微小ビームを利用した典型例として、ダイアモンドアンビルセル内の超高圧下における鉄多結晶の圧力誘起磁気転移も観測された。

論文

High-energy-resolution monochromator for nuclear resonant scattering of synchrotron radiation by Te-125 at 35.49 keV

今井 康彦*; 依田 芳卓*; 北尾 真司*; 増田 亮; 東谷口 聡*; 稲葉 千雅*; 瀬戸 誠

Advances in X-ray/EUV Optics and Components II (Proceedings of SPIE Vol.6705), p.670512_1 - 670512_7, 2007/00

サファイアの(9 1 -10 68)面への垂直入反射を用いる、$$^{125}$$Te(核共鳴エネルギー35.49keV)の放射光核共鳴散乱用の高分解能分光器を開発した。エネルギー分解能は7.5meVであり、$$Delta E/E=2.1times10^{-7}$$が達成された。このエネルギー域は、通常のSiを用いた高分解能分光器では反射率が低くなってしまうため、新しい分光器が必要とされてきた領域である。この高分解能分光器によって、$$^{125}$$Teを含む物質に対して、Te元素選択的なダイナミクスの研究や、電子状態の研究が可能になると考えられる。

論文

Nuclear resonant scattering of synchrotron radiation by Yb nuclides

増田 亮*; 東谷口 聡*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 瀬戸 誠*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 春木 理恵*; 岸本 俊二*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(9), p.094716_1 - 094716_4, 2006/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.14(Physics, Multidisciplinary)

Yb核種の放射光核共鳴散乱を初めて観測することに成功した。励起準備は$$^{171}$$Ybの第二励起状態及び$$^{172}$$Yb, $$^{174}$$Yb, $$^{176}$$Ybの第1励起状態の4つである。それぞれの励起状態のエネルギーと半減期は、$$^{171}$$Ybの第二励起状態、$$^{172}$$Yb, $$^{174}$$Yb, $$^{176}$$Ybの第1励起状態の順に、75.878$$pm$$0.007keV, 1.55$$pm$$0.12ns, 78.737$$pm$$0.004keV, 1.71$$pm$$0.13ns, 76.465$$pm$$0.006keV, 1.76$$pm$$0.04ns, 82.154$$pm$$0.006keV, 1.82$$pm$$0.09nsと見積もられた。Ybの放射光核共鳴散乱は、Ybを含む物質の研究に有益な測定手段となることが期待される。

論文

Nuclear resonant scattering of synchrotron radiation by $$^{158}$$Gd

三井 隆也; 増田 亮*; 北尾 真司*; 瀬戸 誠*

Journal of the Physical Society of Japan, 74(11), p.3122 - 3123, 2005/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:70.57(Physics, Multidisciplinary)

われわれは、SPring-8のBL11XUのアンジュレーターを利用して、粉末の酸化ガドリニウムGd$$_{2}$$O$$_{3}$$中に自然に24.84%だけ含まれる親核のないメスバウアー各種である$$^{158}$$Gd(核共鳴エネルギー:79.51keV)の放射光による核共鳴励起実験を行い、全方位に散乱される核共鳴散乱信号の観測に初めて成功した。得られた結果から決定された核共鳴エネルギーと崩壊時間はこれまで報告されていた結果とよく一致していた。本実験結果はSPring-8の高エネルギーX線を利用すれば、70keV以上の高エネルギー領域に核共鳴エネルギーを有する原子核を対象とする核共鳴散乱実験が実現可能であることを示唆している。

論文

Flux growth of $$^{57}$$Fe-enriched very high quality iron borate single crystal and observation of magnetic domain structure using X-ray double crystal topography

三井 隆也; 武居 文彦*; 北尾 真司*; 瀬戸 誠; 原見 太幹; Zhang, X.*; 依田 芳卓*; 菊田 惺志*

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 30(1), p.7 - 10, 2005/03

核共鳴ブラッグ散乱を利用して、放射光からneVオーダーの超単色光を取り出すための光学素子として、$$^{57}$$Feをエンリッチした大型のFeBO$$_{3}$$単結晶をフラックス法により育成した。結晶性は放射光による平面波トポグラフィーにより評価された。ロッキングカーブの測定から、無磁条件下で結晶の磁化状態が多磁区構造であっても、半値幅が4秒程度の非常に良質単結晶であることがわかった。X線トポグラフィーの結果から、この結晶中が周期性のある磁区構造パターンを持ち、この構造が高い結晶完全性に関連していることが明らかになった。本発表では、上記の結晶評価実験に加えて、本結晶によるネール転移温度近傍での核共鳴ブラッグ散乱現象を利用した放射光X線のneVオーダーの超単色化実験の結果について報告する。

論文

Site-specific phonon density of states discerned using electronic states

瀬戸 誠; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 石川 達雄*

Physical Review Letters, 91(18), p.185505_1 - 185505_4, 2003/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:22.25(Physics, Multidisciplinary)

われわれは、放射光核共鳴非弾性散乱法と時間領域の核共鳴散乱測定法を組合せて利用することで、マグネタイトの幾何学的に異なるA,Bサイトに存在するFe元素の格子振動状態を分離測定することに世界で初めて成功した。このような元素とサイトを同時に特定したフォノン状態密度測定は中性子非弾性散乱法等では不可能なもので、副格子系材料の相転移機構の研究を格子振動の観点から、より精密に調べることができるようになった。

論文

Nuclear resonant inelastic scattering of synchrotron radiation by icosahedral quasicrystal i-Al$$_{62}$$Cu$$_{25.5}$$Fe$$_{12.5}$$ and tetragonal crystal $$omega$$-Al$$_{70}$$Cu$$_{20}$$Fe$$_{10}$$

鈴谷 賢太郎; 柴田 薫*; 瀬戸 誠*; 北尾 真司*; 依田 芳卓*; 柏原 泰治*; Tsai, A.*

Journal of Non-Crystalline Solids, 312-314, p.508 - 512, 2002/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:65.37

X線と中性子による非弾性散乱では、散乱体がそれぞれ電子と原子核と異なっていることに起因して、フォノン振動状態密度(VDOS)の物質構成原子からの寄与が異なるため、互いに異なったVDOSが得られる。特にX線核共鳴非弾性散乱の場合には、Feなどのメスバウア核からの部分振動状態密度の測定が可能になる。そこでわれわれは、SPring-8での高強度X線を利用した$$^{57}$$Fe核共鳴(14.4keV)散乱と既存の中性子非弾性散乱との組み合わせによって、正20面体準結晶Al-Cu-Fe合金及び近似結晶の部分振動状態密度の導出を試みた。その結果、FeとCuは、異なる部分状態密度を持つ、つまり、それぞれ異なる環境構造を持っていることが明らかになった。これは、「FeとCu原子は遷移金属のサイトにランダムな原子配置をしている」という従来の解釈とは大きく異なっている。さらに詳しい議論を行うには、さらに統計精度を向上させたデータが必要である。

論文

Nuclear resonance scattering of synchrotron radiation by $$^{40}$$K

瀬戸 誠; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 春木 理恵*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; Zhang, X. W.*; 前田 豊*

Physical Review Letters, 84(3), p.566 - 569, 2000/07

 被引用回数:20 パーセンタイル:26.87(Physics, Multidisciplinary)

われわれは、大強度放射光X線を利用することにより、$$^{40}$$K原子の核共鳴準移の励起を行い、時間遅れを伴う散乱線の信号観測に初めて成功した。$$^{40}$$K原子は親核がないため、通常のメスバウアー分光実験を行うことのできない核種であるため、本実験の成功は、放射光によるK含有物質のメスバウアー分光実験を切り開くものであるといえる。

論文

Experimental study of the influence of magnetic phase transition on the M$"o$ssbauer time spectra of the nuclear forward scattering

三井 隆也; 北尾 真司*; 瀬戸 誠*; 依田 芳卓*; 菊田 惺志*

Journal of the Physical Society of Japan, 68(12), p.4049 - 4050, 1999/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.33(Physics, Multidisciplinary)

SPring-8アンジュレータビームラインBL09において反強磁性体$$^{57}$$FeBO$$_{3}$$単結晶のネール温度近傍における核共鳴前方散乱特性を調べた。相転移温度近傍で観測された時間スペクトルには内部磁場の消失に対応して量子ビートが消失するのと対照的に、ダイナミカルビートの周期幅が極端に短くなることが観測された。このことは相転移温度近傍で、X線光子の結晶中での多重散乱過程に大きな変化が生じていることを意味する。本論文ではこの原因が核の励起準移の縮退であることが理論解析から明らかにされる。

論文

Inelastic nuclear resonant scattering of FeCl$$_{3}$$-graphite intercalation compounds

北尾 真司*; 三井 隆也; 原見 太幹; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Japanese Journal of Applied Physics, 38(SUPPL.38-1), p.535 - 537, 1999/00

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

グラファイト層間化合物は典型的な層状物質で、種々の物質を挿入した化合物が知られている。FeCl$$_{3}$$は層間に挿入できる物質の一つで層間でどのような物性を示すか興味が持たれている。挿入されたFeCl$$_{3}$$の研究として振動状態を測定することは重要であり、層間で振動状態が非等方的になっていることが予想されるが、挿入された物質に着目した振動状態の研究はいまだ少ない。非弾性核共鳴散乱は近年開発された方法で、元素を特定した振動状態の研究に有用である。われわれはステージ1のFeCl$$_{3}$$グラファイト層間化合物を合成し、SPring-8のBL09ビームラインで6MeVに分光した$$^{57}$$Fe核共鳴X線を用いて振動状態の角度依存性を測定した。その結果、X線をグラファイト層に垂直に入射した場合と平行に入射した場合でスペクトルに違いが見られ、グラファイトに平行な方向には層間のFe原子が振動しやすいという描像と一致する結果が得られた。

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