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論文

Horizontal line nodes in Sr$$_2$$RuO$$_4$$ proved by spin resonance

飯田 一樹*; 古府 麻衣子; 鈴木 雄大*; 村井 直樹; 河村 聖子; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 石角 元志*; 長谷川 舜介*; 増田 隆嗣*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(5), p.053702_1 - 053702_5, 2020/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:27.71(Physics, Multidisciplinary)

We investigated the low-energy incommensurate (IC) magnetic fluctuations in Sr$$_2$$RuO$$_4$$ by the high-resolution inelastic neutron scattering measurements and random phase approximation (RPA) calculations. We observed a spin resonance with energy of $$hbar omega_{rm res}0.56$$ meV centered at a characteristic wavevector $$Q_{rm res}=(0.3,0.3,0.5)$$. The resonance energy corresponds well to the superconducting gap 2$$Delta$$ = 0.56 meV estimated by the tunneling spectroscopy. The spin resonance shows the $$L$$ modulation with a maximum at around $$L = 0.5$$. The $$L$$ modulated intensity of the spin resonance and our RPA calculations indicate that the superconducting gaps regarding the quasi-one-dimensional $$alpha$$ and $$beta$$ sheets at the Fermi surfaces have the horizontal line nodes. These results may set a strong constraint on the pairing symmetry of Sr$$_2$$RuO$$_4$$. We also discuss the implications on possible superconducting order parameters.

論文

Spin resonance in the new-structure-type iron-based superconductor CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$

飯田 一樹*; 石角 元志*; 永井 佑紀; 吉田 紘行*; Christianson, A. D.*; 村井 直樹; 川島 健司*; 吉田 良行*; 永崎 洋*; 伊豫 彰*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(9), p.093703_1 - 093703_4, 2017/09

 被引用回数:18 パーセンタイル:12.86(Physics, Multidisciplinary)

The dynamical spin susceptibility in the new-structure iron-based superconductor CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$ was investigated by a combination of inelastic neutron scattering (INS) measurements and random phase approximation (RPA) calculations. Powder INS measurements show that the spin resonance at Q$$_{rm res}$$ = 1.17(1) ${AA}$ vector in the tetragonal notation, evolves below Tc. The characteristic energy of the spin resonance E$$_{rm res}$$ = 12.5 meV is smaller than twice the size of the superconducting gap (2$$Delta$$). The broad energy feature of the dynamical susceptibility of the spin resonance can be explained by the RPA calculations which take into account the different superconducting gaps on the different Fermi surfaces. Our INS and PRA studies demonstrated that the superconducting pairing nature in CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$ is the s$$pm$$ symmetry.

論文

Spontaneous decays of magneto-elastic excitations in non-collinear antiferromagnet (Y,Lu)MnO$$_{3}$$

Oh, J.*; Le, M. D.*; Nahm, H.-H.*; Sim, H.*; Jeong, J.*; Perring, T. G.*; Woo, H.*; 中島 健次; 河村 聖子; Yamani, Z.*; et al.

Nature Communications (Internet), 7, p.13146_1 - 13146_6, 2016/10

 被引用回数:27 パーセンタイル:16.16(Multidisciplinary Sciences)

(Y,Lu)MnO$$_{3}$$において、磁気励起とフォノンが結合する磁気弾性励起を中性子散乱により観測し、その量子的振る舞いを調べた。

論文

From a single-band metal to a high-temperature superconductor via two thermal phase transitions

He, R.-H.*; 橋本 真*; Karapetyan, H.*; Koralek, J. D.*; Hinton, J. P.*; Testaud, J. P.*; Nathan, V.*; 吉田 良行*; Yao, H.*; 田中 清尚*; et al.

Science, 331(6024), p.1579 - 1583, 2011/03

 被引用回数:230 パーセンタイル:1.15(Multidisciplinary Sciences)

高温超伝導体における擬ギャップ相の性質は凝縮系物理学における主な未解決問題である。われわれは同一の最適ドープのBi2201試料を用いて温度$$T^*$$における擬ギャップ状態の始まりを三つの異なる手段(角度分解光電子分光,極カー効果,時間分解反射率)で調べた。温度$$T^*$$から突然開始する、粒子-ホール非対称アンチノードギャップ,カー回転,超速緩和ダイナミクスが一致することを観測したが、それは相転移とコンシステントである。さらに温度を冷やすことで超伝導の兆候がTcに近づくにつれて成長し始め、エネルギー-運動量に依存した形で既に存在している擬ギャップの特徴と絡まり、共存する秩序の基底状態を先導する。

論文

Flow sheet evaluations for the thermochemical water-splitting Iodine-Sulfur process, 1

久保 真治; 伊地知 雅典*; 程塚 正敏; 吉田 光徳*; 笠原 清司; 井坂 和義; 田中 伸幸; 今井 良行; 小貫 薫

Proceedings of 2007 AIChE Annual Meeting (CD-ROM), 7 Pages, 2007/11

熱化学法ISプロセスの研究開発において、高熱効率を達成することは重要課題の一つである。この手段として原子力機構が提案した電気透析によるポリヨウ化水素酸濃縮法を適用したフローシートに関するプロセスシミュレーションを実施した。熱物質収支を計算したところ、電気透析器の性能向上,ブンゼン反応溶液の低不純物化,硫酸工程の所用熱量低減、及びプロセス内循環流量最適化を行った場合には、熱効率が40%(HHV)に達することを示した。

論文

Crystal and magnetic structure of Ca$$_{3}$$Ru$$_{2}$$O$$_{7}$$

吉田 良行*; 池田 伸一*; 松畑 洋文*; 白川 直樹*; Lee, C.-H.*; 片野 進

Physical Review B, 72(5), p.054412_1 - 054412_7, 2005/08

 被引用回数:89 パーセンタイル:6.92(Materials Science, Multidisciplinary)

二重層化合物Ca$$_{3}$$Ru$$_{2}$$O$$_{7}$$の結晶構造を電子線回折と中性子回折によって調べた。回折パターンの温度依存性は全ての格子定数が48Kの一次のメタル-ノンメタル転移点で、結晶空間群の変化を伴うことなく、突然変化することを明らかに示した。またNeel温度56K以下の温度で磁気反射が観測された。この結果から、磁気構造は面内で強磁性的に、面間で反強磁性的に配列しているモデルを提案した。このモデルによれば、6T付近での磁気抵抗の磁場依存性が矛盾なく説明できる。

論文

Fermi surface of UB$$_{2}$$ studied by the de Haas-van Alphen oscillation

山本 悦嗣; 本間 徹生*; 芳賀 芳範; 稲田 佳彦*; 青木 大*; 辺土 正人*; 吉田 良行*; 山上 浩志*; 大貫 惇睦*

Physica B; Condensed Matter, 259-261, p.1085 - 1086, 1999/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.88(Physics, Condensed Matter)

ウラン化合物UB$$_{2}$$の単結晶育成に初めて成功し、ドハース・ファンアルフェン効果の測定を行った。得られたドハース・ファンアルフェン効果のブランチは7つあり、そのサイクロトロン有効質量は1.2から7.7m$$_{0}$$の範囲であった。この測定結果はウランの5f電子を遍歴電子として計算したバンド理論とよく一致し、UB$$_{2}$$のフェルミ面を明らかにした。その結果、UB$$_{2}$$は伝導を荷う電子と正孔の数が等しい補償金属であり、フェルミ面は開軌道を含まない閉じたものであることがわかった。

論文

Neutron scattering study of the magnetic structure of DyCu$$_{2}$$

小池 良浩*; 目時 直人; 森井 幸生; 吉田 良行*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 66(12), p.4053 - 4054, 1997/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:51.45(Physics, Multidisciplinary)

DyCu$$_{2}$$は帯磁率などの測定からT$$_{N}$$=31.5Kで磁気秩序を示す。熱膨張率の測定では約20Kにも異常が見られ、この温度で磁気転移が存在することが示唆されていた。そこで中性子散乱実験により磁気構造の変化を調べた。その結果20Kでの磁気転移の存在を確認した。低温相(T$$<$$20K)はa軸方向に3倍周期の磁気構造を持ち、(i)(h$$pm$$1/30l)(h+lが偶数)と(i')(h0l)(h+lが奇数)、で表される位置に磁気散乱が観察され、それぞれ別の磁気秩序変数のように振る舞い、(1/300)と(000)の2つの反強磁性ベクトルが存在することがわかった。高温相(20K$$<$$T$$<$$30K)では磁気散乱ピークがincommensurateな位置(i')(h$$pm$$[1/3+$$delta$$]0l)(h+lが偶数、$$delta$$~0.012)に観察された。一方、20前後で(200)及び(002)核散乱ピークの位置、及び強度になんら温度変化は観測されず、この温度で結晶構造に大きな変化が生じていないことがわかった。以上の実験結果から、高温相で非常に長周期のincommensurateな磁気構造が安定であることが明らかとなった。

口頭

Application of membrane systems to the IS process

小貫 薫; 笠原 清司; 田中 伸幸; 奥田 泰之; 吉田 光徳; 程塚 正敏; 岩月 仁; 今井 良行; 野口 弘喜; 寺田 敦彦; et al.

no journal, , 

高温ガス炉の熱利用系である熱化学水素製造法ISプロセスにおいて、高い熱効率を達成するためには効率的なヨウ化水素処理方法の確立が重要であり、われわれは、ブンゼン反応工程から供給されるHIx溶液をあらかじめ電解電気透析によって濃縮した後に蒸留処理を行う方法を検討している。これまでに、電解電気透析による濃縮が可能であることを実験的に確認するとともに、フローシート解析により、40%台の熱効率達成に必要な課題が透析膜及び電極触媒の改良であることを明らかにした。

口頭

高温ガス炉による水素製造,10; 熱化学法ISプロセス開発,プロセス解析

伊地知 雅典; 吉田 光徳; 井坂 和義; 田中 伸幸; 笠原 清司; 奥田 泰之; 程塚 正敏; 金川 昭宏; 今井 良行; 野口 弘喜; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では高温ガス炉を用いた熱化学法ISプロセスによる水素製造技術の研究開発を進めている。本報では、ISプロセスパイロットプラントのプロセス設計のためのプロセス解析モデル開発の一環として、物性推算に使用する市販物性推算モデル(OLI)の構築・検証と、これを用いた市販プロセス解析コード(PRO/2)による定常プロセス解析結果について報告する。

口頭

高温ガス炉による水素製造,1; 熱化学法ISプロセス開発,定常プロセス解析

伊地知 雅典; 笠原 清司; 吉田 光徳; 井坂 和義; 田中 伸幸; 今井 良行; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

no journal, , 

熱化学法水素製造IS(Iodine-Sulfur)プロセスの高効率化フローの検討を進めている。第1段階として、現有技術や実験データ,工学的な成立性を考慮したリファレンスとなるフローシートを構築するため、汎用プロセス解析コードPRO/2にISプロセス用に拡張した物性推算モデル・データベース(OLI社製)を導入し、解析モデルを作成して、定常プロセス解析を実施した。本報では、パラメータ解析の結果と、構築したリファレンスフローを報告する。

口頭

Studies on chiral-superconductivity in Sr$$_2$$RuO$$_4$$ probed by $$mu$$SR

髭本 亘; 伊藤 孝; 幸田 章宏*; 門野 良典*; 大石 一城*; 吉田 良行*; 大貫 惇睦*

no journal, , 

Sr$$_2$$RuO$$_4$$は、NMRのナイトシフトや零磁場のミュオンスピン緩和測定などから、スピン三重項かつ時間反転対称性の破れた電子対を有する超伝導体と考えられている。またさまざまな測定が非通常型の超伝導状態にあることを示す結果を示しており、多くの興味が持たれている。時間反転対称性の破れた超伝導状態は、この物質を考えるうえで極めて重要な性質であるが、実験的には詳細にはわかっているわけではない。われわれの零磁場及び横磁場$$mu$$SRの結果からも時間反転対称性の破れた超伝導状態を示唆する結果は得られており、この結果を元に超伝導状態について議論する。またさらに超低速ミュオン顕微鏡を用いた将来計画についても述べる。

口頭

Sr$$_2$$RuO$$_4$$のミュオンナイトシフト

髭本 亘; 伊藤 孝; 吉田 良行*; Baines, C.*

no journal, , 

Sr$$_2$$RuO$$_4$$はスピン三重項超伝導状態が実現しているものと考えられているが、今でも異論もある。例えばスピン三重項超伝導はNMRのナイトシフト測定が重要な根拠を与えているが、磁場をどの方向にかけてもナイトシフトの減少が見られないことなどが完全には同意が得られていないと言える状況にある。NMRがRF侵入長領域での測定がなされるのに対し、ミュオンは物質深部の情報を与えるもので、異なる位置での測定となる。今回Sr$$_2$$RuO$$_4$$におけるミュオンを用いたナイトシフト測定について報告する。

口頭

Sr$$_2$$RuO$$_4$$の超伝導状態における自発磁化異方性

髭本 亘; 岡澤 赳; 伊藤 孝; 網田 裕斗*; 吉田 良行*

no journal, , 

Sr$$_2$$RuO$$_4$$では超伝導状態において自発磁化が現れることが知られており、時間反転対称性の破れた超伝導の証拠と考えられている。我々はRuO$$_2$$面と自発磁化の関係を検証することを目的に、ミュオンスピン緩和法による自発磁化の異方性について測定を行っている。講演では3つの方向で見られる磁場の大きさについて報告し、その異方性から自発磁化の起源について議論する。

口頭

Anisotropy of spontaneous magnetic field in chiral superconductor

髭本 亘; 岡澤 赳*; 網田 裕斗; 宮崎 一輝*; 伊藤 孝; 吉田 良行*

no journal, , 

In a chiral superconductor, time reversal symmetry of Cooper pair breaks and spontaneous magnetic field can be generated in a superconducting phase. One of the possible source of the spontaneous magnetic field is current at the domain edges. Such the edge current is related to total orbital angular momentum of Cooper pairs and have been studied in chiral superconductors. Although spontaneous magnetic field is a key feature for understanding of chiral superconductivity, details are not known up to now. In Sr$$_2$$RuO$$_4$$, time reversal symmetry broken superconductivity is proposed. We have investigated anisotropy of spontaneous magnetic field in Sr$$_2$$RuO$$_4$$ by using zero field muon spin relaxation (ZF-$$mu$$SR) technique. In superconducting phase, spontaneous magnetic fields were observed for all the directions. We will present anisotropy of spontaneous field based on our results of ZF-$$mu$$SR in Sr$$_2$$RuO$$_4$$.

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