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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。

報告書

走行サーベイシステムKURAMA-IIを用いた測定の基盤整備と実測への適用

津田 修一; 吉田 忠義; 中原 由紀夫; 佐藤 哲朗; 関 暁之; 松田 規宏; 安藤 真樹; 武宮 博; 谷垣 実*; 高宮 幸一*; et al.

JAEA-Technology 2013-037, 54 Pages, 2013/10

JAEA-Technology-2013-037.pdf:4.94MB

東京電力福島第一原子力発電所事故後における広域の詳細な空間線量率マップを作成するために、原子力機構は走行サーベイシステムKURAMA-IIを用いた測定を文部科学省の委託を受けて実施した。KURAMAは、一般乗用車に多数搭載して広範囲の空間線量率を詳細かつ短期間に把握することを目的として京都大学原子炉実験所で開発されたシステムである。KURAMAは、エネルギー補償型$$gamma$$線検出器で測定した線量率をGPSの測位データでタグ付けしながら記録する測定器、データを受け取り可視化のための処理や解析を行うサーバ、エンドユーザがデータを閲覧するためのクライアントから構成される。第2世代のKURAMA-IIでは更なる小型化、堅牢性の向上、データ送信の完全自動化等の機能が強化されたことによって、100台の同時測定が可能となり、広域の詳細な線量率マッピングをより短期間で実施することが可能になった。本報告では、KURAMA-IIによる測定データの信頼性を確保するために実施した基盤整備と、KURAMA-IIを空間線量率マッピング事業に適用した結果について述べるとともに、多数のKURAMA-IIを使用した走行サーベイの精度を保証するための効率的なKURAMA-IIの管理方法を提案した。

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

A Spectrometer for rayleigh scattering of M${"o}$ssbauer radiation using synchrotron radiation

増田 亮; 三井 隆也; 小林 康浩*; 東谷口 聡*; 瀬戸 誠

Japanese Journal of Applied Physics, 48(12), p.120221_1 - 120221_3, 2009/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:72.47(Physics, Applied)

物質からの準弾性散乱の測定用に、放射光メスバウアー放射を用いたneV分解能の分光光学系を開発した。本光学系は、$$^{57}$$Fe$$_2$$O$$_3$$の核分光器と$$^{57}$$Feステンレススチールの核アナライザーで構成される。本光学系の性能試験として、過冷却状態のグリセリンによる準弾性散乱を、融点近傍で測定した。光学系の装置関数は42.2neVであった。そして、準弾性散乱による11neVのエネルギー広がりが観測できた。

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

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

Synchrotron radiation M$"o$ssbauer spectroscopy using Doppler-shifted 14.4 keV single line $$^{57}$$Fe-M$"o$ssbauer radiation

三井 隆也; 瀬戸 誠; 増田 亮; 桐山 幸治; 小林 康浩*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 46(28), p.L703 - L705, 2007/07

 被引用回数:13 パーセンタイル:47.07(Physics, Applied)

従来の硬X線による吸収分光や非弾性散乱は、分光結晶の回折角変化で入射X線のエネルギーを変化させることでeV-meV分解能のスペクトル測定が行われる。一方、われわれがSPring-8で実用化したneV分解能を持つ超単色X線による分光測定では、neV以下での精密なX線エネルギー変調技術が必要となるが、回折角変化による従来の方法では実現不可能である。本研究では、運動するSi単結晶からのX線回折で生じる光のドップラー効果を利用した超精密X線エネルギー変調光学素子を開発し、neVのエネルギー分解能を有し、かつneV以下の精度でエネルギー変調可能なビームの生成に成功し、放射光メスバウアー分光の最初の測定を実現した。このようなビームを利用することで、超高圧,強磁場,超低温を組合せた多重極限条件下における吸収散乱(メスバウアー分光,非弾性散乱)による未踏研究が実現するものと期待される。

論文

Ultrahigh-pressure measurement in the multimegabar range by energy-domain synchrotron radiation $$^{57}$$Fe-M$"o$ssbauer spectroscopy using focused X-rays

三井 隆也; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 小林 康浩*; 東谷口 聡*; 増田 亮*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 46(16), p.L382 - L384, 2007/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:65.11(Physics, Applied)

エネルギー領域の放射光メスバウアー分光とX線集光装置を利用した新しい顕微分光光学系を開発した。応用として、RIによる従来法では測定困難なホールサイズ$$phi$$20$$mu$$m以下のDAC内で、マルチメガバール領域にまで加圧された鉄含有物質の核共鳴吸収スペクトルの測定を行い、短時間でのメスバウアー吸収スペクトル測定が可能であることを最初に実証した。

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

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

Development of scanning-type synchrotron radiation m$"o$ssbauer microscope using focused X-ray

三井 隆也; 小林 康浩*; 瀬戸 誠

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 43(1), p.389 - 393, 2004/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:56.16(Physics, Applied)

第三世代放射光の高輝度X線を利用した放射光メスバウアー顕微鏡の設計を行い、SPring-8の原研ビームラインBL11XUへの導入を行った。われわれの開発した装置では、マイクロメスバウアービームが高分解能モノクロメーター,多層膜X線集光ミラー,$$Phi$$20ミクロンのピンホールスリットにより生成された。本装置を利用した走査式放射光メスバウアー測定の最初の例として、反強磁性体試料のメスバウアー時間スペクトルのX照射位置に対する依存性を調べた。得られた時間スペクトルには内部磁場の方向と試料の厚さ不均一による量子ビートパターンの変調が明瞭に観測された。この結果から、本装置は、超微細構造が不均一分布する試料の局所磁気構造解析に非常に有効であることが示された。

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

$$^{238}$$U and $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopic study of UFe$$_{2}$$

筒井 智嗣; 中田 正美; 小林 康浩*; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Hyperfine Interactions, 133(1-4), p.17 - 21, 2001/11

UFe$$_{2}$$はMgCu$$_{2}$$型の結晶構造を持つLaves相である。UFe$$_{2}$$はアクチノイドと鉄のLaves相の中で最も低いCurie温度を持ち、磁気異方性も小さい。UFe$$_{2}$$はメスバウアー分光の可能な元素だけで構成された化合物であり、メスバウアー分光にとって都合の良い化合物である。本研究では、UFe$$_{2}$$$$^{57}$$Fe及び$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行い、その磁性について調べた。$$^{238}$$Uメスバウアー分光はFeの磁気モーメントがほぼ飽和している82Kと5.5Kで行った。82Kのスペクトルは$$^{238}$$Uメスバウアー効果の自然幅とほぼ等しい31mm/sのシングレットであった。中性子散乱や磁気コンプトン散乱からウラン原子では軌道とスピンが打ち消しあっていることを示唆する結果が得られていたが、$$^{238}$$Uメスバウアー分光の結果はウラン原子が磁気モーメントを持たないことを示唆するものであった。

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

$$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopic study of U$$_{6}$$Fe

筒井 智嗣; 小林 康浩*; 中田 正美; 那須 三郎*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 69(6), p.1764 - 1768, 2000/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:82.38(Physics, Multidisciplinary)

パウリ常磁性の超伝導化合物であるU$$_{6}$$Feについて、10Kから250Kの温度範囲で$$^{57}$$Feメスバウアー分光を行った。メスバウアー・スペクトルは測定を行ったすべての温度領域で常磁性のダブレットのスペクトルが観測された。過去に報告されている室温のスペクトルの非対称性や100K付近でのメスバウアー・パラメータの温度変化の異常は観測されず、過去に観測されたこれらの異常は不純物によるものであることが明らかとなった。また、外部磁場中でのメスバウアー分光から電場勾配テンソルの符号と非対称パラメータの値を決定した。また、単結晶試料の内部転換電子メスバウアー分光測定により電場勾配テンソルの主軸とc軸が平行であることが明らかとなった。

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