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論文

New antiferromagnetic order with pressure-induced superconductivity in EuFe$$_2$$As$$_2$$

池田 修悟*; 土屋 優*; Zhang, X.-W.*; 岸本 俊二*; 亀卦川 卓美*; 依田 芳卓*; 中村 博樹; 町田 昌彦; Glasbrenner, J.*; 小林 寿夫*

Physical Review B, 98(10), p.100502_1 - 100502_6, 2018/09

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

新規超伝導物質の発現機構を解明するためには磁性と超伝導性の関係を理解することが重要である。我々は鉄ヒ素超伝導体の一つであるEuFe$$_2$$As$$_2$$に対して$$^{57}$$Fe核共鳴前方散乱(NFS)を用い、2.4から3.0GPaの圧力範囲で、Fe副格子での反強磁性と超伝導の共存を発見した。Fe副格子の磁性状態は2.7GPaでストライプ型反強磁性から超伝導を伴う新しい反強磁性秩序へと変化した。超伝導転移温度以下で、超伝導とともに新しい反強磁性が発展しているのが、NFSの温度依存性から明らかになった。この2種類の秩序の非自明な相関は鉄系超伝導体における磁性と超伝導の新しく興味深い関係性を証明するものである。

論文

Improved sensitivity of magnetic measurements under high pressure in miniature ceramic anvil cell for a commercial SQUID magnetometer

立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨*; Fisk, Z.; 池田 修悟*; 小林 寿夫*

Review of Scientific Instruments, 84(4), p.046105_1 - 046105_3, 2013/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:35.57(Instruments & Instrumentation)

SQUID磁束計を用いた高圧下磁化測定のために開発されたセラミックアンビルセル(mCAC)について、二つの改良点を報告する。一つ目はCuBeピストンをセラミックピストンに置き換えることで、低温における磁化バックグラウンドの増大を抑制させることができることがわかった。もう一つの改良点は、窪み付きアンビルのテストで、静水圧性のよい高圧を発生させることが可能なことが明らかにされた。

論文

Observation of a pressure-induced As-As hybridization associated with a change in the electronic state of Fe in the tetragonal phase of EuFe$$_2$$As$$_2$$

小林 寿夫*; 池田 修悟*; 阪口 友唯*; 依田 芳卓*; 中村 博樹; 町田 昌彦

Journal of Physics; Condensed Matter, 25(2), p.022201_1 - 022201_6, 2013/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:54.93(Physics, Condensed Matter)

銅酸化物に次いで高い超伝導転移温度を示す鉄系超伝導体の転位温度は、その結晶構造の変化に敏感であることが知られている。本論文では、圧力により結晶構造を変化させ、それに伴う電子状態,格子振動,超伝導性の変化をSPring-8で観測した。その結果、As-Asの混成が超伝導発現に深く関与することを発見した。なお、実験結果の解析にあたっては数値シミュレーションによる格子振動との比較が重要な役割を果たした。得られた知見をもとに、鉄系超伝導体の超伝導発現機構の解明に貢献する一方、広く物質材料の構造と機能との関係解明に寄与することが期待される。

論文

Orthorhombic fluctuations in tetragonal $$A$$Fe$$_2$$2As$$_2$$ ($$A$$ = Sr and Eu)

小林 寿夫*; 池田 修悟*; 依田 芳卓*; 中村 博樹; 町田 昌彦

Physical Review B, 84(18), p.184304_1 - 184304_7, 2011/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:59.49(Materials Science, Multidisciplinary)

高い超伝導転移温度を示す鉄系超伝導体の母物質は、低温で反強磁性秩序相への転移とともに、正方晶から斜方晶への構造相転移を起こすことが知られている。このような構造相転移の原因を探るには格子振動が有力な手がかりとなる。そこで本研究では、SPring-8のビームラインを用いた核共鳴非弾性散乱によって、結晶中での鉄原子の格子振動を測定し、構造相転移との関係を調査した。さらに、第一原理計算によって格子振動を推算し、比較することによって、測定結果の解析を行った。結果として、構造相転移の付近で不連続な格子振動の変化は観測されず、構造相転移より高い温度から転移温度に向けて、徐々に変化していく様子が観測された。この結果から、構造相転移より高い温度のときから正方晶の中で斜方晶の揺らぎが存在していると結論することができる。この発見は、鉄系超伝導の超伝導発現機構の解明に向けて重要な知見を与えたと言える一方、原子力分野の材料研究の高度化に資する技術開発に繋がる成果でもある。

論文

Radiation protection in decontamination work of hot cells in reactor fuel examination facility

佐藤 信行; 早坂 寿夫; 小林 誠; 仲澤 隆; 横須賀 美幸; 長谷川 圭佑; 池沢 芳夫

Proc. of the Int. Conf. on Radiation Effects and Protection, p.440 - 445, 1992/00

材料試験施設では、PWR等の使用済み燃料の照射後試験がセル内で実施されている。試験を確実に遂行するために、定期的にセル内の各種照射後試験装置及び設備の保守点検作業が行われる。保守点検作業者の被ばくを低減するために、セル内除染作業が、前もって実施される。各セルの汚染レベル、核種組成は、照射後試験及び使用済み燃料の種類により異なるため、線量当量率の分布を把握するとともに表面汚染密度から空気中放射性物質濃度を推定し、これらのデータと作業内容を基に適切な防護方法について事前検討を行い、除染作業者の被ばく低減化を図っている。本発表では、1991年に同施設で行われたセル除染作業時の作業者の被ばく防護について、防護措置、被ばく状況等を報告する。

口頭

SrFe$$_2$$As$$_2$$のフォノン測定

福田 竜生; 小林 寿夫*; 池田 修悟*; 土屋 優*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 町田 昌彦

no journal, , 

最近、122系の鉄砒素化合物超伝導体の母物質$$R$$Fe$$_2$$As$$_2$$ ($$R$$=Sr, Eu)の核共鳴非弾性散乱実験が行われ、鉄原子の動きを伴うフォノン状態密度において磁気相転移点直上のT$$_{SDW}sim$$1.25T$$_{SDW}$$の温度領域において異常が観測された。これは最近この系で活発に実験・議論されている鉄砒素面内の四回回転対称性の破れに近い温度領域である。われわれはSPring-8のBL35XUにおいて非弾性散乱実験を行い、SrFe$$_2$$As$$_2$$の単結晶のフォノン分散を詳細に測定した。その結果、主要な対称方向に関してさまざまな振動モードを調べたものの、観測可能な散乱強度やピーク幅の異常は観測されなかった。その理由は不明であるが、今回の測定位置では弱い振動モードが異常を起こしていること等が考えられる。一方、第一原理計算の結果と比較すると、1111系である高圧合成したPrFeAsO$$_{1-y}$$の場合と同様な、鉄砒素面内振動モードのエネルギーの不一致が観測された。このためこの不一致は、122や1111という系を超えた鉄砒素化合物超伝導体の持つ共通した特徴と言える。

口頭

Eu 2価金属化合物Eu$$T$$In$$_4$$における多彩な磁気異方性

金子 耕士; 池田 修悟*; Frontzek, M. D.*; Cao, H.*; 花島 隆泰*; 中尾 朗子*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 小林 寿夫*; 山上 浩志

no journal, , 

希土類イオンでは、イオンが持つ軌道磁気成分に由来する顕著な磁気異方性を持つことが一つの特徴である。その中でGd$$^{3+}$$とEu$$^{2+}$$は例外的に軌道磁気モーメントを持たないことから、軌道以外に由来した、その化合物が持つ磁気異方性の起源を研究する上で、理想的な研究対象である。斜方晶の結晶構造を持つEu$$T$$In$$_4$$($$T$$=遷移金属)では、同じ価電子数を持つ$$T$$=Ni, Pd, Ptにおいて、磁気異方性が対照的であることが見出された。具体的には、磁性を担うEuイオンは軌道成分を持たない2価状態を示し、15K付近で反強磁性状態に秩序する共通の特徴を持つ反面、$$b$$軸、及び$$a,c$$軸がそれぞれ磁気容易軸、磁気困難軸であるEuNiIn$$_4$$に対し、EuPtIn$$_4$$では、$$a,c$$軸が磁気容易軸、$$b$$軸が磁気困難軸と正反対となる。この磁気異方性の起源を探るため、単結晶中性子回折実験を行った。中性子吸収体として知られるEuイオンを置換することなく実験を行い、全ての化合物において、反強磁性秩序を反映した磁気反射の観測に成功した。これらの結果について報告する。

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