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論文

Extreme phonon anharmonicity underpins superionic diffusion and ultralow thermal conductivity in argyrodite Ag$$_{8}$$SnSe$$_{6}$$

Ren, Q.*; Gupta, M. K.*; Jin, M.*; Ding, J.*; Wu, J.*; Chen, Z.*; Lin, S.*; Fabelo, O.*; Rodriguez-Velamazan, J. A.*; 古府 麻衣子; et al.

Nature Materials, 22, p.999 - 1006, 2023/05

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01560-x
 被引用回数：21 パーセンタイル：99.22(Chemistry, Physical)

Ultralow thermal conductivity and fast ionic diffusion endow superionic materials with excellent performance both as thermoelectric converters and as solid-state electrolytes. Yet the correlation and interdependence between these two features remain unclear owing to a limited understanding of their complex atomic dynamics. Here we investigate ionic diffusion and lattice dynamics in argyrodite Ag$$_{8}$$SnSe$$_{6}$$ using synchrotron X-ray and neutron scattering techniques along with machine-learned molecular dynamics. We identify a critical interplay of the vibrational dynamics of mobile Ag and a host framework that controls the overdamping of low-energy Ag-dominated phonons into a quasi-elastic response, enabling superionicity. Concomitantly, the persistence of long-wavelength transverse acoustic phonons across the superionic transition challenges a proposed 'liquid-like thermal conduction' picture. Rather, a striking thermal broadening of low-energy phonons, starting even below 50 K, reveals extreme phonon anharmonicity and weak bonding as underlying features of the potential energy surface responsible for the ultralow thermal conductivity ($$<$$ 0.5 Wm$$^{-1}$$K$$^{-1}$$) and fast diffusion. Our results provide fundamental insights into the complex atomic dynamics in superionic materials for energy conversion and storage.

論文

The $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross section from the surrogate ratio method and its effect on the $$^{60}$$Fe nucleosynthesis

Yan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.

Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac12ce
 被引用回数：1 パーセンタイル：8.87(Astronomy & Astrophysics)

The long-lived $$^{60}$$Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe on $$^{59}$$Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of $$^{60}$$Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 $$gamma$$-ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5$$pm$$3.5 mb at $$kT$$ = 30 keV and 13.4$$pm$$1.7 mb at $$kT$$ = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of $$^{60}$$Fe from the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe rate are at most 25$$%$$. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of $$^{60}$$Fe.

論文

Dalitz analysis of $$D^{0}to K^{-}pi^{+}eta$$ decays at Belle

Chen, Y. Q.*; 谷田 聖; Belle Collaboration*; 他181名*

Physical Review D, 102(1), p.012002_1 - 012002_12, 2020/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.012002
 被引用回数：11 パーセンタイル：62.17(Astronomy & Astrophysics)

We present the results of the first Dalitz plot analysis of the decay $$D^{0}to K^{-}pi^{+}eta$$. The analysis is performed on a data set corresponding to an integrated luminosity of 953 $$rm{fb}^{-1}$$ collected by the Belle detector at the asymmetric-energy $$e^{+}e^{-}$$ KEKB collider. The Dalitz plot is well described by a combination of the six resonant decay channels $$bar{K}^{*}(892)^0eta$$, $$K^{-}a_0(980)^+$$, $$K^{-}a_2(1320)^+$$, $$bar{K}^{*}(1410)^0eta$$, $$K^{*}(1680)^-pi^{+}$$ and $$K_2^{*}(1980)^-pi^{+}$$, together with $$Kpi$$ and $$Keta$$ S-wave components. The decays $$K^{*}(1680)^{-}to K^{-}eta$$ and $$K_{2}^{*}(1980)^{-}to K^{-}eta$$ are observed for the first time. We measure ratio of the branching fractions, $$frac{mathcal{B}(D^{0}to K^{-}pi^{+}eta)}{mathcal{B}(D^{0}to K^{-}pi^{+})}$$ =0.500 $$pm 0.002 {rm(stat)} pm0.020 {rm(syst)}pm 0.003 {rm (mathcal{B}_{PDG})}$$. Using the Dalitz fit result, the ratio $$frac{mathcal{B}(K^{*}(1680) to K eta)}{mathcal{B}(K^{*}(1680)to Kpi)}$$ is measured to be $$0.11 pm 0.02 {rm(stat)}^{+0.06}_{-0.04}{rm(syst)} pm 0.04{rm(mathcal{B}_{{PDG}})}$$; this is much lower than the theoretical expectations ($$approx 1$$) made under the assumption that $$K^{*}(1680)$$ is a pure $$1^{3}D_1$$ state. The product branching fraction $$mathcal{B}(D^0 to [K_2^{*}(1980)^- to K^{-} eta] pi^{+}) = (2.2^{+1.7}_{-1.9})times10^{-4}$$ is determined. In addition, the $$pieta^{prime}$$ contribution to the $$a_0(980)^{pm}$$ resonance shape is confirmed with 10.1$$sigma$$ statistical significance using the three-channel Flatte model. We also measure $$mathcal{B}(D^0tobar{K}^{*}(892)^0eta)=(1.41^{+0.13}_{-0.12})%$$. This is consistent with, and more precise than, the current world average $$(1.02pm0.30)%$$, deviates with a significance of more than $$3sigma$$ from the theoretical predictions of (0.51-0.92)%.

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral with pions and $$Delta$$ resonances in a box

小野 章*; Xu, J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; Ko, C. M.*; Tsang, M. B.*; Wang, Y,-J.*; Wolter, H.*; Zhang, Y.-X.*; Chen, L.-W.*; et al.

Physical Review C, 100(4), p.044617_1 - 044617_35, 2019/10

AA2019-0025.pdf:2.76MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044617
 被引用回数：58 パーセンタイル：98.56(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究では、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と陽子をランダム配置し、それらが70fm/cの間に起こす散乱の回数やエネルギーを計算した。ここでは、特にパイオンやその前駆体であるデルタ共鳴の生成に注目して比較を行った。参加コードは、個々の粒子の時間発展を追うQMD型コードと、粒子の位置や運動量の確率分布を決めておき、散乱や崩壊が発生したときそれらを乱数サンプリングするBUU型コードがあり、発表者が用いたJQMDは前者に属する。本研究により、計算における時間刻みが各コードによる結果の差の主な原因であることが分かった。さらに、今後のJQMDの改良方針の策定に有益な知見を得ることができた。

論文

Liquid-like thermal conduction in intercalated layered crystalline solids

Li, B.; Wang, H.*; 川北 至信; Zhang, Q.*; Feygenson, M.*; Yu, H. L.*; Wu, D.*; 尾原 幸治*; 菊地 龍弥*; 柴田 薫; et al.

Nature Materials, 17(3), p.226 - 230, 2018/03

https://doi.org/10.1038/s41563-017-0004-2
 被引用回数：121 パーセンタイル：96.83(Chemistry, Physical)

As a generic property, all substances transfer heat through microscopic collisions of constituent particles. A solid conducts heat through both transverse and longitudinal acoustic phonons, but a liquid employs only longitudinal vibrations. As a result, a solid is usually thermally more conductive than a liquid. In canonical viewpoints, such a difference also serves as the dynamic signature distinguishing a solid from a liquid. Here, we report liquid-like thermal conduction observed in the crystalline AgCrSe$$_{2}$$. The transverse acoustic phonons are completely suppressed by the ultrafast dynamic disorder while the longitudinal acoustic phonons are strongly scattered but survive, and are thus responsible for the intrinsically ultralow thermal conductivity. This scenario is applicable to a wide variety of layered compounds with heavy intercalants in the van der Waals gaps, manifesting a broad implication on suppressing thermal conduction. These microscopic insights might reshape the fundamental understanding on thermal transport properties of matter and open up a general opportunity to optimize performances of thermoelectrics.

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral in a box

Zhang, Y.-X.*; Wang, Y,-J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; 小野 章*; Tsang, M. B.*; Wolter, H.*; Xu, J.*; Chen, L.-W.*; Cozma, D.*; et al.

Physical Review C, 97(3), p.034625_1 - 034625_20, 2018/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.97.034625
 被引用回数：98 パーセンタイル：99.11(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究はモデル間の共通点と差異を明らかにし、各モデルの問題点を明らかにした。比較において、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と320個の陽子をランダム配置し、それらが時間発展に伴って起こす散乱の回数や散乱時のエネルギーなどを計算する条件が設定された。また、結果以外にも、理論モデルを構成するアルゴリズムについても比較を行った。発表者は重イオン核反応モデルJQMD(JAERI Quantum Molecular Dynamics)を用いて計算を行い、世界で開発されている15の計算コードによる計算結果と比較した。コードアルゴリズムの比較では、JQMDは必ず陽子から 優先的に衝突確率を計算し、その後に中性子の衝突を計算するため、物理描像の妥当性が指摘された。一方、JQMDは他のモデルとほぼ同じ計算結果を出すことも判明した。衝突回数や運動量の計算値が平均から2倍以上乖離するモデルもある中で、JQMDは本計算条件で安定した性能を発揮することが確認された。

論文

The $$^{95}$$Zr($$n, gamma$$)$$^{96}$$Zr cross section from the surrogate ratio method and its effect on $$s$$-process nucleosynthesis

Yan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Karakas, A. I.*; 牧井 宏之; Mohr, P.*; Su, J.*; Li, Y. J.*; et al.

Astrophysical Journal, 848(2), p.98_1 - 98_8, 2017/10

https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa8c74
 被引用回数：5 パーセンタイル：21.48(Astronomy & Astrophysics)

The $$^{95}$$Zr($$n, gamma$$)$$^{96}$$Zr reaction cross section is crucial in the modelling of $$s$$-process nucleosynthesis in asymptotic giant branch stars because it controls the operation of the branching point at the unstable $$^{95}$$Zr and the subsequent production of $$^{96}$$Zr. We have carried out the measurement of the $$^{90}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O) and $$^{94}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O) reactions and obtained the $$gamma$$-decay probability ratio of $$^{92}$$Zr$$^{*}$$ and $$^{96}$$Zr$$^{*}$$ to determine the $$^{95}$$Zr($$n, gamma$$)$$^{96}$$Zr reaction cross sections with the surrogate ratio method. We tested our deduced maxwellian-averaged cross section in stellar models with masses between 2 and 6 $$M_{odot}$$ and metallicities 0.014 and 0.03. The largest changes - up 80 % variations in $$^{96}$$Zr - are seen in the models of 3-4 $$M_{odot}$$, where the $$^{22}$$Ne neutron source is mildly activated. The new rate can still provide a match to data from meteoritic stardust silicon carbide grains, provided the maximum mass of the parent stars is below 4 $$M_{odot}$$, for a metallicity of 0.03.

論文

Examination of the surrogate ratio method for the determination of the $$^{93}$$Zr(n,$$gamma$$)$$^{94}$$Zr cross section with $$^{90,92}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O)$$^{92,94}$$Zr reactions

Yan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; 牧井 宏之; Su, J.*; Li, Y. J.*; 西中 一朗; 廣瀬 健太郎; Han, Y. L.*; et al.

Physical Review C, 94(1), p.015804_1 - 015804_5, 2016/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.94.015804
 被引用回数：6 パーセンタイル：44.49(Physics, Nuclear)

The relative $$gamma$$-decay probability ratios of the neutron resonance states in $$^{94}$$Zr and $$^{92}$$Zr populated via two neutron transfer reactions, $$^{92}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O)$$^{94}$$Zr and $$^{90}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O)$$^{92}$$Zr, have been measured to test the validity of the surrogate ratio method (SRM) in determining the (n,$$gamma$$) reaction cross section. The cross sections of the $$^{93}$$Zr(n,$$gamma$$)$$^{94}$$Zr reaction are derived from the experimentally obtained ratios and the cross sections of the $$^{91}$$Zr(n,$$gamma$$)$$^{92}$$Zr reaction in the equivalent neutron energy range of $$E_{rm n}$$ = 0 - 8 MeV. The deduced cross sections of $$^{93}$$Zr(n,$$gamma$$)$$^{94}$$Zr reaction agree with the directly measured ones in the low-energy region, and with the evaluated ENDF/B-VII.1 data at higher energies of $$E_{rm n} >$$ 3 MeV. The agreement supports the concept of the SRM method to indirectly determine the (n,$$gamma$$) reaction cross sections.

論文

Pressure effect on intersite charge transfer in A-site-ordered double-perovskite-structure oxide

Long, Y.-W.*; 川上 隆輝*; Chen, W.-T.*; 齊藤 高志*; 綿貫 徹; 中倉 勇太*; Liu, Q.-Q.*; Jin, C.-Q.*; 島川 祐一*

Chemistry of Materials, 24(11), p.2235 - 2239, 2012/06

https://doi.org/10.1021/cm301267e
 被引用回数：37 パーセンタイル：70.78(Chemistry, Physical)

Aサイト秩序ダブルペロブスカイト型酸化物のLaCu$$_{3}$$Fe$$_{4}$$O$$_{12}$$は、昇温によって大きく体積が減少する1次相転移が生じ、それがCuとFeイオン間の電荷移動によって引き起こされていることが知られている。本研究では室温で加圧することによっても同様の相転移が起こることを明らかにした。加えて、高圧相の方が体積弾性率が低くなるという通常ではみられない性質を示すことも明らかとなった。

論文

Li(Zn,Mn)As as a new generation ferromagnet based on a I-II-V semiconductor

Deng, Z.*; Jin, C. Q.*; Liu, Q. Q.*; Wang, X. C.*; Zhu, J. L.*; Feng, S. M.*; Chen, L. C.*; Yu, R. C.*; Arguello, C.*; 後神 達郎*; et al.

Nature Communications (Internet), 2, p.1425_1 - 1425_5, 2011/08

https://doi.org/10.1038/ncomms1425
 被引用回数：158 パーセンタイル：93.74(Multidisciplinary Sciences)

(Ga,Mn)Asは典型的な強磁性III-V族半導体として知られている。これは3価のGa原子を2価のMnで置き換えたものであるが、化学的溶解度が限られているため準安定であり、薄膜でしか製作できないものであった。また電子ドープも行うことができなかった。この困難な条件を超えるため、Masekらは理論的にI-II-V族半導体LiZnAsを提案した。この物質では原子価が等しい(Zn,Mn)の置き換えによる磁性の発現とLi濃度を過剰あるいは不足させることによるキャリアードープを独立に制御可能である。本研究では世界で初めてバルクな状態でのLi$$_{1+y}$$(Zn$$_{1-x}$$Mn$$_x$$)Asの合成に成功した。わずかにLiを過剰にすることで、50Kまでの温度で強磁性が現れること、またp型のキャリアーを持つことが観測され、これらの結果を報告した。

論文

Study of X-ray emission enhancement via a high-contrast femtosecond laser interacting with a solid foil

Chen, L.-M.; 神門 正城; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Koga, J. K.; Chen, M.*; Xu, H.*; Yuan, X.-H.*; Dong, Q. L.*; Sheng, Z. M.*; et al.

Physical Review Letters, 100(4), p.045004_1 - 045004_4, 2008/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.045004
 被引用回数：93 パーセンタイル：92.69(Physics, Multidisciplinary)

60fsのレーザーパルスの2倍高調波を銅薄膜に照射したときにK$$alpha$$ X線の変換効率が基本波に比べて増大することを発見した。変換効率は、レーザーパルスを非線形に歪めた形状に強く依存することがわかった。変換効率は、100fsに負のチャープを与えた場合に最大となった。電子エネルギースペクトルの構造化が変換効率の増大に寄与している。シミュレーションにより、強調されたvacuum heatingの機構により高コントラストレーザーはX線発生の効率化の有用なツールであることを示した。

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

https://doi.org/10.1093/nar/gkm999
 被引用回数：51 パーセンタイル：71.25(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

論文

Self-guiding of 100 TW femtosecond laser pulses in centimeter-scale underdense plasma

Chen, L.-M.; 小瀧 秀行; 中島 一久*; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; Gu, Y. Q.*; Peng, H. S.*; Wang, X. X.*; Wen, T. S.*; et al.

Physics of Plasmas, 14(4), p.040703_1 - 040703_4, 2007/04

https://doi.org/10.1063/1.2720374
 被引用回数：36 パーセンタイル：75.52(Physics, Fluids & Plasmas)

レーザーの自己導波の調査のため、長いunderdenseのプラズマと100TWレーザーパルスの相互作用実験を行い、レイリー長の約20倍の10mmという非常に長いプラズマチャネルを観測した。レーザーパルスがチャネル中で曲がること、及び電子キャビティ形成が実験的に初めて観測された。

論文

Experimental study on $$K$$$$_{alpha}$$ X-ray emission from intense femtosecond laser-solid interactions

Xu, M. H.*; Chen, L.-M.; Li, Y.-T.*; Yuan, X.-H.*; Liu, Y.-Q.*; 中島 一久; 田島 俊樹; Wang, Z.-H.*; Wei, Z.-Y.*; Zhao, W.*; et al.

Acta Physica Sinica, 56(1), p.353 - 358, 2007/01

https://doi.org/10.7498/aps.56.353
 被引用回数：5 パーセンタイル：37.28(Physics, Multidisciplinary)

p分極されたフェムト秒のレーザー固体相互作用によって発生する相対論的な領域で$$K$$$$_{alpha}$$のX線源の特徴を実験的に調べた。ナイフエッジのイメージ法を用いてCCDの単一光子カウントを行うことにより、$$K$$$$_{alpha}$$のX線サイズ,スペクトル及び変換効率を測定した。実験結果は$$K$$$$_{alpha}$$の光子の変換効率がシミュレーションの結果と異なり1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のレーザーの強度で最適値7.08$$times$$10$$^{-6}$$/srに達すること。X線変換効率が10%であること、及びレーザー強度1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のときに前方芳香に電子が加速されることを発見した。

論文

Characterization of homoepitaxial and heteroepitaxial ZnO films grown by pulsed laser deposition

Chen, Z. Q.; 山本 春也; 河裾 厚男; Xu, Y. H.; 関口 隆史*

Applied Surface Science, 244(1-4), p.377 - 380, 2005/05

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.10.093
 被引用回数：16 パーセンタイル：55.78(Chemistry, Physical)

酸化アルミ及び酸化亜鉛単結晶基板を用いて、パルスレーザー沈殿法により、ホモ及びヘテロエピタキシャル酸化亜鉛薄膜を作製した。原子間力顕微鏡により観測された表面ラフネスは基板材料に依存していることがわかった。すなわち、ヘテロエピ膜の表面ラフネスの方が、極めて大きいことがわかった。陽電子消滅の結果は、ホモエピ膜の方がより高濃度に結晶欠陥を含むことを示した。ラマン散乱測定は閃亜鉛構造に由来する437cm$$^{-1}$$のピークを示した。いずれの膜も非常に強い紫外発光を示し、それらが優れた光学特性を持つことが明らかになった。

論文

Microvoid formation in hydrogen-implanted ZnO probed by a slow positron beam

Chen, Z. Q.; 河裾 厚男; Xu, Y.; 楢本 洋*; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

Physical Review B, 71(11), p.115213_1 - 115213_8, 2005/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.115213
 被引用回数：106 パーセンタイル：93.71(Materials Science, Multidisciplinary)

20-80keVに加速させた水素イオンを、総量4.4$$times$$10$$^{15}$$cm$$^{-2}$$までZnO結晶に注入した。陽電子消滅測定により、水素原子で満たされた亜鉛空孔が形成されることがわかった。200-500$$^{circ}$$Cのアニール後、この空孔は水素バブルへと発展する。600-700$$^{circ}$$Cのさらなるアニールにより、バブルから水素が脱離し、多量のマイクロボイドが残る。これらのマイクロボイドは、1000$$^{circ}$$Cの高温で消失する。カソードルミネッセンス測定から、水素イオンは、サンプルから脱離する前に、深いレベルの発光中心も不活性化し、紫外光の放出を促すことがわかった。

論文

Production and recovery of defects in phosphorus-implanted ZnO

Chen, Z. Q.; 河裾 厚男; Xu, Y.; 楢本 洋; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

Journal of Applied Physics, 97(1), p.013528_1 - 013528_6, 2005/01

https://doi.org/10.1063/1.1821636
 被引用回数：147 パーセンタイル：96.39(Physics, Applied)

リンイオンを、50-380keVのエネルギーで、10$$^{13}$$-10$$^{15}$$cm$$^{-2}$$の線量でZnO結晶に注入した。注入後、空孔クラスターが形成することが、陽電子消滅測定により示された。600$$^{circ}$$Cのアニール後、これらの空孔クラスターはマイクロボイドに発展し、1100$$^{circ}$$Cで消失する。ラマン分光測定により、酸素空孔(V$$_O$$)の生成が示された。これらは、700$$^{circ}$$Cまでに空孔クラスター集合の形成を伴って、アニールされる。ZnOの発光は、注入により導入した非発光中心により抑えられる。光放出の回復は、600$$^{circ}$$Cより上で起こる。陽電子により検出した空孔型欠陥は、非発光中心の一部であると思われる。またホール測定は、リン注入したZnO層において、n型伝導性を示す。これはリンが両性不純物であることを示唆している。

口頭

Spatial and pulse shape dependence of K$$_alpha$$ source from high contrast fs laser plasmas in regime of Relativistic Engineering

Chen, L.-M.; Koga, J. K.; 神門 正城; 小瀧 秀行; 中島 一久; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Dong, Q. L.*; et al.

no journal, , 

チタンサファイアレーザーと銅フォイルの相互作用を硬X線計測により調べた。硬X線分光とK$$alpha$$X線への変換効率($$eta$$${it $_{K}$}$)について、パルス幅(60fs$$sim$$600fs),レーザーエネルギー(60mJ$$sim$$600mJ),ターゲット位置を変えて計測を行った。集光強度I$$>$$1$$times$$10$$^{17}$$W/cm$$^{2}$$では、変換効率$$eta$$${it $_{K}$}$は強度を増すにつれ上昇し、最大1$$times$$10$$^{-14}$$が集光強度${it I}$=1$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のときに得られた。集光位置は、集光強度が10$$^{15}$$W/cm$$^{2}$$$$sim$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$の範囲で大きく変えると、2つのX線ピークがあることがわかった。1つは最良の集光点において得られ、もう1つは、そこから離れて集光強度にして$$sim$$10$$^{15}$$W/cm$$^{2}$$となる点である。最近発表された成果と比較すると、それぞれのピークは、異なるエネルギー吸収の機構によって説明できる。さらに、パルス圧縮器の回折格子対の間隔を変えることにより、負のチャープにした場合に正のチャープを与えた場合よりも7倍のX線への変換効率を得た。これらは、真空加熱による効果であると予測され、プリプラズマの制御が相対論的フェムト秒領域でのX線発生の制御の鍵となることがわかった。

口頭

Guiding of 100 TW Relativistic Laser Pulses by 10 mm Plasma Channels

Koga, J. K.; Chen, L.-M.; 小瀧 秀行; 中島 一久; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; Gu, Y. Q.*; Peng, H. S.*; Hua, J. F.*; An, W. M.*; et al.

no journal, , 

100TW, 30fsの相対論的強度のレーザーを長いスリットガスジェット(1.2$$times$$10mm$$^{2}$$)へ集光し、レーザー・プラズマ相互作用により電子を発生させる最初の実験を行った。10mmの、レイリー長の20倍となるプラズマチャネルの形成が確認された。このチャネルの特長として、レーザーの偏向,ホース効果,キャビティの形成が確認された。この長いチャネルの形成と同時にコリメートされた(エミッタンス0.8$$pi$$mm mrad),高エネルギーの準単色電子($$sim$$70MeV)の発生が確認された。このときの1MeV以上の電子の電荷量は 10nC/shotであり、これは長いチャネル形成の効果によるものと考えられる。

口頭

センチメートルスケールのキャピラリー放電プラズマチャネルを用いたレーザー電子加速

亀島 敬; 小瀧 秀行; 神門 正城; 大東 出; 川瀬 啓悟; 福田 祐仁; Chen, L. M.*; 本間 隆之; 近藤 修司; Esirkepov, T. Z.; et al.

no journal, , 

レーザープラズマ電子加速は非常に高い電場を持っているが、加速空間が非常に短いという問題点を持っているため、その電子ビームの加速エネルギーは100MeV程度に制限されていた。近年、このレーザープラズマ電子加速が抱える問題点をキャピラリー放電管を用いることで大幅に解決がなされた。プラズマは密度が高いほど屈折率が低くなる特徴を利用して放電管の中でプラズマ密度を中心で薄く、その外周を高く分布させれば光ファイバーと同じ原理でレーザーは放電管内のプラズマ中を集光伝搬しながら相互作用する。ゆえに、加速空間を大幅に拡張することができる。この実験を2006年に中国工程物理研究院とKEK、及び原子力機構で共同実験を行い、キャピラリ放電管を用いて4.4Jのレーザーパルスの集光伝搬及び0.56GeVの電子ビームの生成に成功した。加えて、JAEAにて同様の実験を2007年に行い、1Jのレーザーパルスの集光伝搬及び電子ビームの発生に成功した。

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