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論文

Multiple-wavelength neutron holography with pulsed neutrons

林 好一*; 大山 研司*; 八方 直久*; 松下 智裕*; 細川 伸也*; 原田 正英; 稲村 泰弘; 仁谷 浩明*; 宍戸 統悦*; 湯葢 邦夫*

Science Advances (Internet), 3(8), p.e1700294_1 - e1700294_7, 2017/08

Local structures around impurities in solids provide important information for understanding the mechanisms of material functions, because most of them are controlled by dopants. For this purpose, the X-ray absorption fine structure method, which provides radial distribution functions around specific elements, is most widely used. However, a similar method using neutron techniques has not yet been developed. If one can establish a method of local structural analysis with neutrons, then a new frontier of materials science can be explored owing to the specific nature of neutron scattering-that is, its high sensitivity to light elements and magnetic moments. Multiple-wavelength neutron holography using the time-of-flight technique with pulsed neutrons has great potential to realize this. We demonstrated multiple-wavelength neutron holography using a Eu-doped CaF$$_{2}$$ single crystal and obtained a clear three-dimensional atomic image around trivalent Eu substituted for divalent Ca, revealing an interesting feature of the local structure that allows it to maintain charge neutrality. The new holography technique is expected to provide new information on local structures using the neutron technique.

論文

X-ray fluorescence holography

林 好一*; 八方 直久*; 細川 伸也*; Hu, W.; 松下 智裕*

Journal of Physics; Condensed Matter, 24(9), p.093201_1 - 093201_15, 2012/03

 被引用回数:60 パーセンタイル:40.56(Physics, Condensed Matter)

X-ray fluorescence holography (XFH) is a method of atomic resolution holography which utilizes fluorescing atoms as a wave source or a monitor of the interference field within a crystal sample. It provides three-dimensional atomic images around a specified element and has a range of up to a few nm in real space. In this article, we explain the theory of XFH including solutions to the twin-image problem, an advanced measuring system, and data processing for the reconstruction of atomic images. Then, we briefly introduce our recent applications of this technique to the analysis of local lattice distortions in mixed crystals and nanometer-size clusters appearing in the low-temperature phase of a shape-memory alloy.

論文

光電子ホログラフィーと立体原子写真法による原子配列の観測

松下 智裕*; Guo, F. Z.*; 安居院 あかね; 松井 文彦*; 大門 寛*

まてりあ, 45(11), p.791 - 796, 2006/11

光電子,オージェ電子の放出角度分布は、原子配列が記録されたホログラムとみなすことができる。既存の装置には感度の不均一性があり、原子配列を再構成する計算に使えるほどの精度はなかった。われわれはこの不均一性を軽減する方法を考案し、立体的な原子配列を高精度で得ることができた。この方法を用い原子廃立を立体原子写真法で観測する方法を解説した。

論文

Incident angle dependence of MCD at the Dy $$M$$$$_{5}$$-edge of perpendicular magnetic Dy$$_{x}$$Co$$_{100-x}$$ films

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 朝日 透*; 佐山 淳一*; 松本 幸治*; 森川 剛*; 松下 智裕*; 逢坂 哲彌*; 三浦 義正*

Journal of Alloys and Compounds, 408-412, p.741 - 745, 2006/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.07(Chemistry, Physical)

次世代高密度記録媒体材料の候補として期待される希土類-遷移金属アモルファス薄膜の垂直磁気異方性の濃度依存性を元素別に調べるために、Dy$$_{x}$$Co$$_{1-x}$$膜の軟X線吸収測定及び磁気円二色性測定を行った。MCD測定は磁化の入射角に対する軸方向への射影としてあらわれ、濃度によってDyのモーメントの広がりが変化することがわかった。

論文

挿入光源の誤差磁場による軌道変動の高精度補正法の開発

田中 均*; 高雄 勝*; 松下 智裕*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健

放射光, 19(1), p.27 - 32, 2006/01

挿入光源の誤差磁場のうち軌道変動を引き起こすダイポール成分を高精度で補正する方法を開発した。その結果、円偏光の極性反転に必要な位相空間において、サブミクロン精度で軌道変動を抑制できること,任意の駆動パターンに対し補正が拡張できることがわかった。

論文

Atomic stereophotograph of intercalation compound Fe$$_{1/3}$$NbS$$_{2}$$

Guo, F. Z.*; 松下 智裕*; 小林 啓介*; 松井 文彦*; 加藤 有香子*; 大門 寛*; 小矢野 幹夫*; 山村 泰久*; 辻 利秀*; 斎藤 祐児

Journal of Applied Physics, 99(2), p.024907_1 - 024907_3, 2006/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:69.75(Physics, Applied)

立体原子顕微鏡を用いて、インターカレーション化合物Fe$$_{1/3}$$NbS$$_{2}$$の原子配列を調べた。円偏光放射光を用いて、光電子放出角度分布を測定することにより、Nb及びFeの周囲の3次元配列を視覚化した。光電子放出における前方収束ピークの回転角度を測定することにより、光電子放出原子と散乱原子の距離を求めた。

論文

Electron holography; A Maximum entropy reconstruction scheme

松下 智裕*; 吉越 章隆; 安居院 あかね

Europhysics Letters, 71(4), p.597 - 603, 2005/08

 被引用回数:28 パーセンタイル:23.17(Physics, Multidisciplinary)

一般的に光電子ホログラフィー法はホログラムから3次元的な原子配列をフーリエ変換で再構成しているが、現実的には原子で散乱された電子波は理想的なs波でないため、単純なフーリエ変換で3次元実空間に戻すのは難しい。われわれはフーリエ変換を用いずに単一エネルギーのホログラムから3次元実空間を再構成するのにマキシマムエントロピー法を利用する方法を提案し、Si(100)シングルエネルギー光電子ホログラムに適応し3次元電子像を精度よく再構成した。

論文

Three-dimensional atomic-image reconstruction from a single-energy Si(001) photoelectron hologram

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.1175 - 1177, 2005/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:81.33(Spectroscopy)

一般的に光電子ホログラフィー法はホログラムから3次元的な原子配列をフーリエ変換で再構成しているが、現実的には原子で散乱された電子波は理想的なs波でないため、単純なフーリエ変換で3次元実空間に戻すのは難しい。われわれはフーリエ変換を用いずに単一エネルギーのホログラムから3次元実空間を再構成する新しい方法を提案し、Si(001)シングルエネルギー光電子ホログラムに適応し3次元電子像を精度よく再構成した。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン挿入光源ID23の補正テーブルの作成及び漏れ磁場遮蔽の効果

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 田中 均*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 松下 智裕*; 青柳 秀樹*

JAERI-Tech 2005-027, 29 Pages, 2005/05

JAERI-Tech-2005-027.pdf:5.14MB

SPring-8の蓄積リングに設置された原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23はギャップ駆動及び位相駆動に依存する電子軌道変動を引き起こす。この変動を抑える補正励磁テーブル作成のためのスタディを行った。ID23駆動時に使用する補正励磁テーブルを新たに作成するために、リングのアーク部に置かれているビームポジションモニターとX線ビームポジションモニターから得られた軌道変動データとID23パラメータとを同じ時間軸上で取得し、変動成分を補正するための励磁テーブルの作成を2001年12月から2002年11月にかけて行った。また、位相駆動用サーボモーターからの漏れ磁場により軌道変動が引き起こされることがわかったので、磁気遮蔽によりこれを軽減した。

論文

光電子ホログラフィーの新しい解析法

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆

日本物理学会誌, 60(3), p.195 - 202, 2005/03

光電子回折パターンを光電子ホログラムとして取り扱い、原子配列の三次元構造を再構成する方法について解説した。この方法で実験値から数十pmの精度で原子配列を得ることに成功した例をあげるとともに、本研究で開発された原子配置を求める再構成計算法を紹介した。

論文

Direct observation of the Fe substitution effect on the MCD spectra of the dysprosium iron garnet family

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 松下 智裕*; 河村 直己*; 中谷 健

Physica Scripta, T115, p.611 - 613, 2005/00

希土類ガーネットは典型的なFerri磁性体である。その一つである、Dy$$_{3}$$Fe$$_{4.25}$$O$$_{12}$$系の磁化方向の起源について明らかにするために、原研ビームラインBL23SUにて円磁気2色性測定実験を行った。Feの一部をInもしくはGaで置換した試料の測定を行い、FeのTdサイト,Onサイトそれぞれのスピンの状態が磁化方向に大きく寄与していることがわかったので報告する。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23の位相駆動が誘起する軌道変動調査及び駆動方向によらない補正テーブルの作成

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 松下 智裕*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 青柳 秀樹*; 田中 均*

JAERI-Tech 2004-013, 16 Pages, 2004/12

JAERI-Tech-2004-013.pdf:3.55MB

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23は位相駆動時に二つの特徴的な軌道変動を引き起こす。一つはID23の磁石列が持つ誤差磁場が位相駆動によって変動するために引き起こされるもので、もう一つは位相駆動用サーボモーターのノイズによるものである。これらの軌道変動を蓄積リングアーク部に置かれている3台の電子ビーム位置モニターを用いて測定した。磁石列の誤差磁場による変動データとID23の位相位置の関係から、位相駆動の方向によらない変動成分を補正する励磁テーブルを作成した。

論文

MCD measurement at the Tb $$M$$$$_{4,5}$$-edges of Tb$$_{17}$$Fe$$_{x}$$Co$$_{(83-x)}$$ perpendicular magnetization films

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 朝日 透*; 佐山 淳一*; 松本 幸治*; 森河 剛*; 中谷 健; 松下 智裕*; 逢坂 哲彌*; 三浦 義正*

Transactions of the Magnetics Society of Japan, 4(4-2), p.326 - 329, 2004/11

希土類-遷移金属(RE-TM)アモルファス合金薄膜は、強い垂直磁気異方性を示すという特長により、光磁気ディスクに用いられている。これまで、TbFeCo薄膜の磁気異方性エネルギーや保磁力などの磁気特性につき多くの報告がなされているが、その垂直磁気異方性の起源は明確となっていないのみならず、その磁気特性についてミクロスコピックな測定から得られる物理量との相関について議論した例もない。一方、軟X線磁気円二色性(MCD)分光は元素選択的・軌道選択的測定という特長を持ち、複数の磁性元素で構成される磁性体の磁気的性質を調べるのに威力を発揮する。そこで、われわれはMCD分光によりTbFeCo垂直磁化膜の磁気異方性エネルギーと軌道角運動量の相関を調べた。

論文

Soft X-ray magnetic circular dichroism study of [Co/Pd] multilayered perpendicular magnetic films

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 松下 智裕*; 朝日 透*; 川治 淳*; 佐山 淳一*; 逢坂 哲彌*

Journal of Applied Physics, 95(12), p.7825 - 7831, 2004/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:70.54(Physics, Applied)

本研究では、下地層材料及びその膜厚を変化させた[Co/Pd]n多層膜の軟X線磁気円二色性吸収(MCD)を測定し[Co/Pd]n多層膜の磁気モーメントに関する知見を得ることを試みた。実験は、SPring-8の軟X線分光ビームライン(BL23SU)にて行った。挿入光源の駆動による偏光反転と分光器のエネルギー挿引とを組合せMCDを全電子収量法で測定した。試料はマグネトロンスパッタリングにより室温で作製され、積層数,下地層の種類,膜厚を変えた下地層の上に0.8nmのPd層と0.2nmのCo層を交互に積層させたものであった。測定の結果、下地効果によるマクロな磁気特性の変化から期待されるようなMCDスペクトルの大きな変化は見られず、多層膜上部のCoの電子状態は下地層を変えても大きく変化しないことを示した。したがって、下地層は[Co/Pd]n層との界面近傍の初期成長層のみに影響を与え、それによって、多層膜の全体の磁気特性が大きく変化していると考えられる。

論文

A New approach for three-dimensional atomic-image reconstruction from a single-energy photoelectron hologram

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆

Europhysics Letters, 65(2), p.207 - 213, 2004/01

 被引用回数:29 パーセンタイル:22.88(Physics, Multidisciplinary)

一般に光電子ホログラムから3次元的な原子配列を再構成する方法としてフーリエ変換を中心とした計算法が用いられてきた。しかし現実的には原子で散乱された電子波は理想的なs波ではないために単純なフーリエ変換で3次元空間を再構成するのは難しい。われわれはフーリエ変換を用いずに原子の立体配列を再構成するアルゴリズム(scattering pattern matrix)を見いだした。単一エネルギーのホログラムからでも再構成が可能である。

論文

Measurement of the orbit fluctuation caused by an insertion device with the amplitude modulation method

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 松下 智裕*; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*; 田中 均*

AIP Conference Proceedings 705, p.290 - 293, 2004/00

挿入光源(ID)が持つ誤差磁場による軌道変動のみを抽出する方法を開発した。これは、誤差磁場を変調させながら蓄積電子ビームの位置を測定して、得られた軌道変動をWavelet変換を用いた処理を行って、IDの誤差磁場変動に伴う軌道変動のみを抽出する方法である。この方法を用いて、原研軟X線ビームライン用挿入光源(ID23)の駆動によって引き起こされる静的な軌道変動と動的な軌道変動それぞれを定量的に測定した。

論文

Analysis of the orbit distortion by the use of the wavelet transform

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*; 中谷 健; 田中 均*

AIP Conference Proceedings 705, p.21 - 24, 2004/00

通常、挿入光源(Insertion device: ID)のGapを変化させると、ID内部の磁場が変化し、ID内部の電子軌道が変化する。これによって実験者が望む波長の放射光を発生できる。しかしIDの誤差磁場の影響があるため、電子軌道の補正を行わないと、電子軌道はID内部の変化のみにとどまらず、蓄積リング全体に及んでしまう。この軌道変動は、蓄積リング上の全てのビームラインの光源の位置や角度に変動等を引き起こす。SPring-8ではこのような影響を排除するため、各挿入光源の前後に補正電磁石(Steering magnet)を設置し、電子軌道の変動をID内部に閉じこめ、外側には影響を及ぼさないようにするシステムが構築されている。われわれは、軌道測定の際に高周波と低周波の「雑音」を除去しFFTの位相問題を解決するために、wavelet変換を利用した軌道変動解析を試みた。

論文

Beamline for surface and interface structures at SPring-8

坂田 修身*; 古川 行人*; 後藤 俊治*; 望月 哲朗*; 宇留賀 朋哉*; 竹下 邦和*; 大橋 治彦*; 大端 通*; 松下 智裕*; 高橋 直*; et al.

Surface Review and Letters, 10(2&3), p.543 - 547, 2003/04

 被引用回数:122 パーセンタイル:3.84(Chemistry, Physical)

SPring-8に建設された表面界面の結晶構造決定用の新しいビームラインのあらましを述べる。ビームライン分光器のステージは、X線による表面研究のために、強度がより安定になるよう改造を施した。X線エネルギーの関数として、絶対光子密度を測定した。新しい超高真空装置、並びに、それを用いて得られたPt(111)上の酸素分子吸着構造のX線回折測定の結果を紹介する。

論文

Wavelet変換を利用したSPring-8 ID23による軌道変動の解析

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 田中 均*; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*

放射光, 15(5), p.303 - 307, 2002/05

SPring-8のBL23SU軟X線分光ビームラインの挿入光源ID23(APPLE2型)のギャップ駆動,位相駆動によって引き起こされる電子軌道のずれを押さ込むためにID23の前後に補正電磁石を配しその励磁量を変化させている。ギャップ及び位相の位置と励磁量の対応表を作るために、軌道変動の解析を行った。この解析に一般には画像処理に用いられているウェーブレット変換が究めて有効であったので報告する。

論文

High-resolution resonance photoemission study of Ce$$MX$$ ($$M$$=Pt, Pd; $$X$$=P, As, Sb)

岩崎 剛之*; 関山 明*; 山崎 篤志*; 岡崎 誠*; 角野 宏治*; 宇都宮 裕*; 今田 真*; 斎藤 祐児; 室 隆桂之*; 松下 智裕*; et al.

Physical Review B, 65(19), p.195109_1 - 195109_9, 2002/05

 被引用回数:23 パーセンタイル:27.45(Materials Science, Multidisciplinary)

低い近藤温度を持つCeMX (M=Pt, Pd; X=P, As, Sb)の Ce 3d-4f共鳴光電子分光を高いエネルギー分解能にて行い、Ce 4d-4f共鳴光電子分光の結果と比較を行った。実験結果は、低い近藤温度の物質においても表面とバルク電子状態が大きく異なることを示した。Ce 4f成分の寄与のない価電子帯スペクトルは、同じ構造をもつLaMXのバンド計算を用いて説明できた。実験で得られたCe 4f成分は、不純物アンダーソンに基づいたNCA(noncrossing approximation)計算によってよく再現でき、表面とバルクのCe 4f電子状態の違いを説明するのにもっと重要な要因がCe 4f準位シフトであることがわかった。さらに、CeMXのCe 4f状は、p-d反結合状態と優先的に混成することがわかった。

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