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論文

Electronic structure of Li$$^{+}$$@C$$_{60}$$; Photoelectron spectroscopy of the Li$$^{+}$$@C$$_{60}$$[PF$$_{6}$$$$^{-}$$] salt and STM of the single Li$$^{+}$$@C$$_{60}$$ molecules on Cu(111)

山田 洋一*; Kuklin, A. V.*; 佐藤 翔*; 江坂 文孝; 角 直也*; Zhang, C.*; 佐々木 正洋*; Kwon, E.*; 笠間 泰彦*; Avramov, P. V.*; et al.

Carbon, 133, p.23 - 30, 2018/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:41.51(Chemistry, Physical)

本研究では、超高真空中で高純度Li$$^{+}$$@C$$_{60}$$[PF$$_{6}$$$$^{-}$$]塩の蒸発によってLi$$^{+}$$イオン内包フラーレンを調製し、走査型トンネル顕微鏡(STM)により明瞭に観察することに成功した。また、STM観察に先立って、光電子分光およびX線吸収分光などにより測定したところ、Liは正、PF$$_{6}$$は負のチャージを帯びており、C$$_{60}$$は中性であることが明らかとなった。

論文

Detection of molecular oxygen adsorbate during room-temperature oxidation of Si(100)2$$times$$1 surface; In situ synchrotron radiation photoemission study

吉越 章隆; 山田 洋一*; 多賀 稜*; 小川 修一*; 高桑 雄二*

Japanese Journal of Applied Physics, 55(10), p.100307_1 - 100307_4, 2016/09

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

Si(100)2$$times$$1表面の室温酸化中の分子状吸着酸素を放射光光電子分光によって初めて検出することに成功した。O1sスペクトルはSi(111)7$$times$$7の場合と類似であった。分子状酸素は初期酸化物が生じた後に観測されたので、清浄表面上の解離酸素吸着に対する前駆状態でないことがわかった。この事実から我々は、2つのバックボンドにそれぞれ酸素原子をひとつずつ有する酸化Si原子上に分子状酸素が存在するとするモデルを提示する。

報告書

平成26年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 森 愛理; 石崎 梓; 宗像 雅広; 中山 真一; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳; 山田 勉; 石田 睦司; et al.

JAEA-Research 2015-006, 81 Pages, 2015/07

JAEA-Research-2015-006.pdf:22.96MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本報告書には、平成26年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめた。

論文

In situ synchrotron radiation photoemission study of ultrathin surface oxides of Ge(111)-c(2$$times$$8) induced by supersonic O$$_{2}$$ beams

岡田 隆太; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 山田 洋一*; 佐々木 正洋*

Applied Physics Express, 8(2), p.025701_1 - 025701_4, 2015/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:74.64(Physics, Applied)

並進運動エネルギーが26meVから2.3eVの範囲の酸素分子によるのGe(111)-c(2$$times$$8)表面の室温酸化を研究した。酸化中のその場放射光光電子分光を行い、調べた全てのビームエネルギーに関しておおよそ0.52MLに対応する酸化膜で覆われることがわかった。加えて、表面酸化物の状態は、並進エネルギーに依存することがわかった。これらの結果は、Ge(111)-c(2$$times$$8)の極薄表面酸化物の精密制御を示している。

論文

${{it In situ}}$ synchrotron radiation photoelectron spectroscopy study of the oxidation of the Ge(100)-2$$times$$1 surface by supersonic molecular oxygen beams

吉越 章隆; 寺岡 有殿; 岡田 隆太; 山田 洋一*; 佐々木 正洋*

Journal of Chemical Physics, 141(17), p.174708_1 - 174708_7, 2014/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:69.65(Chemistry, Physical)

酸素分子の並進エネルギーを2.2eVまで変えた時のGe(100)2$$times$$1表面の飽和酸化まで表面状態をその場放射光光電子で調べた。飽和吸着酸素量が1モノレイヤー以下であり、Si表面酸化と大きく異なり酸化数が+2までであることが分かった。直接活性化吸着によるGe$$^{2+}$$成分の増加を伴う吸着量の促進を観測した。本研究は室温における酸素吸着プロセスの基礎的理解に貢献する。

報告書

平成25年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 山田 勉; 石田 睦司; 佐藤 義治; 平山 弘克; 高村 善英; 西原 克哉; 伊村 光生; et al.

JAEA-Research 2014-012, 110 Pages, 2014/08

JAEA-Research-2014-012.pdf:169.17MB
JAEA-Research-2014-012(errata).pdf:0.27MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本資料では、平成25年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめる。

論文

Magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice revealed by resonant soft X-ray scattering

久保田 正人; 山田 浩之*; 中尾 裕則*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 澤 彰仁*; 村上 洋一*

Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FH07_1 - 05FH07_5, 2014/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:85.43(Physics, Applied)

We have investigated the magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice fabricated on a lattice-matched La$$_{0.3}$$Sr$$_{0.7}$$Al$$_{0.65}$$Ta$$_{0.35}$$O$$_{3}$$ substrate by resonant soft X-ray scattering. The temperature- and $mbox{boldmath $Q$}$-dependences of the energy spectra were measured around the Mn $$L_{2,3}$$-absorption edges. We successfully observed not only a signal that reflects the valence modulation of Mn ion, but also a magnetic signal reflecting ferromagnetism. Compared with the calculated models, we concluded that the ferromagnetism mainly originates from the magnetic moments at the Mn sites sandwiched by LaO layers.

論文

Antiferromagnetic order of the Co$$^{2+}$$ high-spin state with a large orbital angular momentum in La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$

岡本 淳*; 中尾 裕則*; 山崎 裕一*; 和達 大樹*; 田中 新*; 久保田 正人; 堀金 和正*; 村上 洋一*; 山田 和芳*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044705_1 - 044705_6, 2014/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:38.92(Physics, Multidisciplinary)

The antiferromagnetic insulator La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$ has been investigated by Co L$$_{2,3}$$-edge and O K-edge X-rayabsorption spectroscopy (XAS) measurements and Co L$$_{2,3}$$-edge resonant soft X-ray magnetic scattering (RXMS)measurement to determine the Co electronic structures associated with magnetic ordering. Co L$$_{2,3}$$-edge linear-dichroicXAS shows that Co$$^{2+}$$ takes a high-spin (HS) state and Co$$^{3+}$$ takes a low-spin (LS) state. Using Co L$$_{2,3}$$-edge RXMS, wedirectly determined that an antiferromagnetic order is formed with a HS state of Co$$^{2+}$$ ions. Moreover, the spin andorbital angular momenta of the Co$$^{2+}$$ HS state are quantitatively estimated to be 1.1$$pm$$0.1 and 1.0$$pm$$0.1, respectively,and to align parallel in the ab plane by utilizing the cluster model calculation. The large orbital angular momentum of the Co$$^{2+}$$ HS state originates from the small $$D_{4h}$$-symmetry crystal field splitting of $$t_{2g}$$ levels, which is comparable with the spin-orbit coupling constant of the Co 3$$d$$ orbital.

論文

Preferential adsorption of C$$_{60}$$ molecules to step edges of the Si(110)-16$$times$$2 single domain surface

横山 有太; 山田 洋一*; 朝岡 秀人; 佐々木 正洋*

Journal of Physics; Conference Series, 417, p.012036_1 - 012036_6, 2013/03

 パーセンタイル:100

Si(110)表面は、16$$times$$2構造という非常に特異な再構成表面を形成する。16$$times$$2構造は、単原子高さのステップがおよそ5nmの間隔で交互に並んだ凹凸構造をしており、低次元ナノ構造創成のテンプレート表面として最適である。しかし、構造をよく制御したナノ構造創成はこれまで実現されていない。本研究では、Si表面温度をさまざまに変化させながらC$$_{60}$$分子を真空蒸着し、吸着形態の変化を走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて計測した。その結果、表面温度によってC$$_{60}$$分子の吸着しやすいサイトが変化することが明らかとなった。これは表面温度の制御によりC$$_{60}$$分子の吸着位置が制御可能であることを示しており、任意の位置での低次元ナノ構造創成につながる成果であるといえる。

論文

Ordering of C$$_{60}$$ on one-dimensional template of single-domain Ge(110)-16$$times$$2 and Si(110)-16$$times$$2 surfaces

横山 有太; Sinsarp, A.*; 山田 洋一*; 朝岡 秀人; 佐々木 正洋*

Applied Physics Express, 5(2), p.025203_1 - 025203_3, 2012/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:93.6(Physics, Applied)

Ge(110)-16$$times$$2及びSi(110)-16$$times$$2単一ドメイン表面をテンプレートとすることで、C$$_{60}$$分子の1次元的な規則配列構造の作製を行った。Ge(110)-16$$times$$2表面では、室温においてもC$$_{60}$$分子の拡散が起こり、C$$_{60}$$分子はステップ端に選択的に吸着し、規則的なナノワイヤー構造を形成した。一方、Si(110)-16$$times$$2表面では表面とC$$_{60}$$分子の相互作用が強いため、室温ではあまり表面拡散が起こらず、ランダムに吸着した。この結果は、Ge(110)-16$$times$$2表面をテンプレートとすることで、原子・分子のナノワイヤー構造が作製できる可能性を示唆するものである。

論文

Surface analysis of single-crystalline $$beta$$-FeSi$$_2$$

山田 洋一*; Mao, W.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 江坂 文孝; 鵜殿 治彦*; 都留 智仁

Physics Procedia, 11, p.67 - 70, 2011/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:11.47

清浄な表面を有する$$beta$$-FeSi$$_2$$の単結晶を調製し、各種の表面分析を行った。表面酸化物に関するXPS(X線光電子分光)測定からは、FeではなくおもにSiが酸化することがわかった。LEED(低速電子線回折)やSTM(走査トンネル顕微鏡)の測定からは、表面酸化物を除去した表面は、清浄で、バルク結晶の切断面と同じような構造を有し、表面での大きな再構成は認められなかった。このことからFeとSiが強固な結合を呈していることが示唆された。

論文

Progress in development of the advanced Thomson scattering diagnostics

波多江 仰紀; Howard, J.*; 海老塚 昇*; 吉田 英次*; 中塚 正大*; 藤田 尚徳*; 成原 一途*; 山田 一博*; 舟場 久芳*; 平野 洋一*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 227, p.012002_1 - 012002_6, 2010/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:24.85

We have developed new technologies for an advanced Thomson scattering diagnostics to meet various requirements for understanding physical phenomena in fusion plasmas. These technologies for the advanced Thomson scattering diagnostics may contribute future Thomson scattering diagnostics. For example, a polarization interferometer is applicable for T$$_{e}$$ measurement with wide range and imaging measurement. A multipass Thomson scattering and high average power laser employing SBS-PCM may improve the S/N ratio and repetition rate for the measurement, and allows measurement with high spatial resolution. An SBS-PC is a promising technology for LIDAR to generate short laser pulse. A Cr, Nd:YAG will be used for high-efficiency and high average power laser system. Fully relativistic formulae will contribute to the spectrum analysis with wide Te range. A guideline to optimize wavelength channels will be useful for a design of spectrometer.

論文

X-ray photoelectron and X-ray absorption spectroscopic study on $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ thin films fabricated by ion beam sputter deposition

江坂 文孝; 山本 博之; 松林 信行*; 山田 洋一*; 笹瀬 雅人*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海

Applied Surface Science, 256(10), p.3155 - 3159, 2010/03

 被引用回数:12 パーセンタイル:43.67(Chemistry, Physical)

放射光を用いたX線光電子分光法(XPS),X線吸収分光法(XAS)を用い、イオンビームスパッタ蒸着法により作製した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜の表面化学状態及び深さプロファイルを非破壊的に解析した。873$$sim$$1173Kで成膜した試料についてXPS測定を行った結果、基板温度973Kでは、励起エネルギー(分析深さ)の減少とともにSiO$$_{2}$$及びSiO$$_{2-x}$$に起因するピークの割合が増加することを明らかにした。この結果から、最表面に1nm以下のSiO$$_{2}$$層が、さらにその直下にSiO$$_{2-x}$$層が形成されていることを確認した。また、XASによるFe-L吸収端測定では、873Kで成膜した場合には未反応のFe、1173Kでは$$alpha$$-FeSi$$_{2}$$の存在する可能性が示唆された。

論文

Evaluation for the configurational and electronic state of SO$$_{3}$$ adsorbed on Pt surface

鈴木 知史; 山田 洋一; 中桐 俊男

Applied Surface Science, 256(3), p.862 - 869, 2009/11

 被引用回数:6 パーセンタイル:65.01(Chemistry, Physical)

日本原子力研究開発機構では、高速増殖炉(FBR)で発生する熱と電気を利用した水素製造の可能性を検討している。この方法として、水を原料として硫酸の合成・分解を組合せたプロセスを選定した。このプロセス中で三酸化イオウ(SO$$_{3}$$)ガス分解反応を行うが、この反応に関して、YSZ固体電解質とPt電極からなる電解セルを使用した電気分解を行うハイブリッド熱化学法を行うことによって、FBRで取り出し可能な約500$$^{circ}$$Cまで低温化できることを実証した。しかしながら、SO$$_{3}$$の電気分解の反応機構は明らかでなく、さらなる高性能化には、反応機構を明らかにする必要がある。この第一段階とし、SO$$_{3}$$のPt電極表面への吸着について第一原理計算を実施した。この結果、Pt表面上でSO$$_{3}$$は2種類の安定配置が存在することがわかった。さらに、この安定配置について、SO$$_{3}$$とPt面との結合状態や電荷の移動についての評価をするため、DV-X$$alpha$$分子軌道法による計算を実施した。その結果、Pt表面からS原子へ電荷が移動すること、さらには、SO$$_{3}$$のPt表面への吸着によって、S-Oの結合が弱まり、O原子の解離が促進されることがわかった。

論文

エキシマレーザー照射によるh-BNからのアブレーションプラズマの特性

大場 弘則; 佐伯 盛久; 江坂 文孝; 山田 洋一; 山本 博之; 横山 淳

Journal of the Vacuum Society of Japan, 52(6), p.369 - 371, 2009/07

h-BNを真空中にてレーザーアブレーションさせた時の放出プラズマの挙動を調べた。四重極型質量分析計とイオンプローブを用いて放出種の時間分解検出を行った。プラズマの電離度はレーザーパワー密度の増大に伴って15%程度まで高くなること、イオンは中性粒子よりも高い運動エネルギーで上昇することが観測され、また空間分布ではイオンの方が中性粒子よりも上方に収束されたビームを形成することがわかった。このように、アブレーション放出プラズマ中のイオンと中性粒子の挙動が大きく異なることから、この結果はイオンと中性粒子とを区別してイオンのみを利用することにより、微粒子の付着のない良質の薄膜が作製できることを示している。

論文

同位体選択的赤外多光子解離されたフロロシランからの同位体濃縮Si薄膜の作製

大場 弘則; 鈴木 裕*; 江坂 文孝; 田口 富嗣; 山田 洋一; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 横山 淳

Journal of the Vacuum Society of Japan, 52(6), p.292 - 295, 2009/07

濃縮$$^{30}$$Siの中性子照射による$$^{30}$$Si$$rightarrow$$$$^{31}$$Pの核変換を利用した半導体デバイスの創製研究及び同位体組成制御材の物性評価のために、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$の赤外多光子解離反応により同位体濃縮したSiF$$_{4}$$ガスからSi薄膜の作製実験を行った。成膜方法はプラズマCVDであり、反応ガスにはSiF$$_{4}$$及びH$$_{2}$$を用い、Arで希釈,混合した後チャンバー内に導入した。基板に石英又はSi単結晶ウェーハを用いた。生成膜の評価はX線回折装置,SEM/EDX,二次イオン質量分析計で行った。まず、13.6MHz高周波加熱平行平板電極型CVD装置を用いた場合、H$$_{2}$$/SiF$$_{4}$$流量比2$$sim$$10とし、基板温度を室温$$sim$$500$$^{circ}$$Cにして成膜し、これらの条件下ではアモルファス薄膜であることがわかった。次に、2.45GHzマイクロ波加熱リモート型CVD装置を用いて、H$$_{2}$$/SiF$$_{4}$$流量比を25、基板温度を350$$sim$$750$$^{circ}$$Cで成膜を試み、結晶性のSi薄膜を作製することができた。どちらの成膜装置においても、生成膜中にはFはほとんど含まれず、ほぼ原料ガスの濃縮度と同じ同位体組成であった。

論文

Momentum-resolved charge excitations in high-$$T$$$$_{rm c}$$ cuprates studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井 賢司; Hoesch, M.*; 稲見 俊哉; 葛下 かおり*; 大和田 謙二; 坪田 雅己; 村上 洋一; 水木 純一郎; 遠藤 康夫; 筒井 健二*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3118 - 3124, 2008/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:78.44(Chemistry, Multidisciplinary)

Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) in the hard X-ray regime is a new spectroscopic technique to measure electronic excitations utilizing brilliant synchrotron radiation. It has the great advantage that the momentum dependence can be measured unlike conventional optical methods. As inelastic neutron scattering gives spin or lattice dynamics, inelastic X-ray scattering can be a tool to measure charge dynamics in solids through the coupling of photon to the charge of the electron. Here, I would like to present our RIXS studies on high-$$T_c$$ cuprates and related materials which were performed in close collaboration with theorists. In doped Mott insulators, an interband excitation across the Mott gap and an intraband excitation below the gap are observed in the low energy region of RIXS spectra. Momentum and carrier-doping dependence of the excitations will be discussed.

論文

Surface preparation and characterization of single crystalline $$beta$$-FeSi$$_{2}$$

山田 洋一; 若谷 一平*; 大内 真二*; 山本 博之; 朝岡 秀人; 社本 真一; 鵜殿 治彦*

Surface Science, 602(18), p.3006 - 3009, 2008/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:69.26(Chemistry, Physical)

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜は1.5$$mu$$m帯域で発光し、フォトニック結晶などへの応用が期待される。高品位の$$beta$$-FeSi$$_{2}$$エピタキシャル薄膜成膜用の基板として、よく定義されたバルク単結晶表面が必須であるが、その成長が困難であることからこれまで十分に研究がなされていなかった。本研究では、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$バルク単結晶表面の構造を走査型トンネル顕微鏡(STM),低エネルギー電子線回折(LEED)を用いて評価し、清浄表面の調整手法を確立することを目的とした。超高真空下において850$$^{circ}$$C程度の熱処理により得られた清浄表面から、明瞭なLEED像が観察された。得られた回折像から、清浄な(100), (101)及び(110)表面のユニットセルはバルクと同一の周期性をもち、長周期の表面再構成は生じないことが明らかとなった。しかしながら、STM像から清浄表面上には多数の欠陥が存在することも明らかとなった。今後材料応用のためにはこれらの欠陥の制御が必要となると考えられる。

論文

Si(110)-16$$times$$2単一ドメイン表面の作製

山田 洋一; Girard, A.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 社本 真一

表面科学, 29(7), p.401 - 406, 2008/07

Si(110)は近年改めて研究が進展しつつある。しかしSi(110)は、Siのそのほかの低指数面と比べて研究例が極端に少なく、基礎物性の理解が進んでいない。この要因の一つに、よく定義された清浄表面を再現性よく準備することが困難であったことが挙げられる。Si(110)表面には、16$$times$$2と呼ばれるストライプ状の再構成構造が存在する。通常の清浄表面は複雑な多ドメイン形状をとる。本研究では、表面原子のエレクトロマイグレーションにより、表面の再構成列を一方向に揃えることでSi(110)清浄表面をよく定義された単一ドメイン構造にすることが可能となった。作製された単一ドメインは少なくとも数十$$mu$$m四方に及ぶ均質な一次元構造を有することがわかった。16$$times$$2再構成構造のストライプは単原子ステップと等価であることから、これをテンプレートとした原子・分子ナノワイヤーの作製の可能性が示唆される。また、Si(110)単一ドメインには、二次元カイラリティが導入され、その制御が可能であることも示した。これは本表面上での不斉分子の反応研究の可能性を示唆するものである。

論文

Controlling the surface chirality of Si(110)

山田 洋一; Girard, A.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 社本 真一

Physical Review B, 77(15), p.153305_1 - 153305_3, 2008/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:43.24(Materials Science, Multidisciplinary)

非常に広範囲でよく定義されたカイラル構造のSi(110)を、表面再構成構造を制御することにより作製した。よく制御された右手系-左手系の構造スイッチングも可能となった。加えて、水素終端処理により表面の十分な安定化を実現した。これらの発見は、本表面を不斉合成反応の触媒として利用できる可能性を示唆する。

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