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論文

Magnetism of kagome metals (Fe$$_{1-x}$$Co$$_x$$)Sn studied by $$mu$$SR

Cai, Y.*; Yoon, S.*; Sheng, Q.*; Zhao, G.*; Seewald, E. F.*; Ghosh, S.*; Ingham, J.*; Pasupathy, A. N.*; Queiroz, R.*; Lei, H.*; et al.

Physical Review B, 111(21), p.214412_1 - 214412_17, 2025/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.214412

We study the magnetic properties of the metallic kagome system (Fe$$_{1-x}$$Co$$_x$$)Sn by a combination of muon spin relaxation ($$mu$$SR), magnetic susceptibility, and scanning tunneling microscopy (STM) measurements in single crystal specimens with Co concentrations $$x$$ = 0, 0.11, 0.8. In the undoped antiferromagnetic compound FeSn, we find possible signatures for a previously unidentified phase that sets in at $$T^{*}sim 50$$~K, well beneath the Neel temperature $$T_{N}sim 376$$~K as indicated by a peak in the relaxation rate 1/$$T_1$$ observed in zero field (ZF) and longitudinal field (LF) $$mu$$SR measurements, with a corresponding anomaly in the ac and dc susceptibility, and an increase in the static width 1/$$T_2$$ in ZF-$$mu$$SR measurements. No signatures of spatial symmetry breaking are found in STM down to 7~K. Related to the location and motion of muons in FeSn, we confirmed a previous report that about 40% of the implanted muons reside at a field-cancelling high symmetry site at $$T < 250$$~K, while an onset of thermal hopping changes the site occupancy at higher temperatures. In Fe$$_{0.89}$$Co$$_{0.11}$$Sn, where disorder eliminated the field-cancellation effect, all the implanted muons exhibit precession and/or relaxation in the ordered state. In Fe$$_{0.2}$$Co$$_{0.8}$$Sn, we find canonical spin glass behavior with freezing temperature $$T_gsim 3.5$$~K; the ZF and LF-$$mu$$SR time spectra exhibit results similar to those observed in dilute alloy spin glasses CuMn and AuFe, with a critical behavior of $$1/T_1$$ at $$T_g$$ and $$1/T_1to 0$$ as $$Tto 0$$. The absence of spin dynamics at low temperatures makes a clear contrast to the spin dynamics observed by $$mu$$SR in many geometrically frustrated spin systems on insulating kagome, pyrochlore, and triangular lattices. The spin glass behavior of CoSn doped with dilute Fe moments is shown to originate primarily from the randomness of doped Fe moments rather than due to geometrical frustration of the underlying lattice.

論文

Two-step Mott transition in Ni(S,Se)$$_2$$; $$mu$$SR studies and charge-spin percolation model

Sheng, Q.*; 金子 竜也*; Yamakawa, Kohtaro*; Guguchia, Z.*; Gong, Z.*; Zhao, G.*; Dai, G.*; Jin, C.*; Guo, S.*; Fu, L.*; et al.

Physical Review Research (Internet), 4(3), p.033172_1 - 033172_14, 2022/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.033172

A pyrite system NiS$$_{2-x}$$Se$$_x$$ exhibits a bandwidth controlled Mott transition via (S,Se) substitutions in a two-step process: the antiferromagnetic insulator (AFI) to antiferromagnetic metal (AFM) transition at $$xsim$$0.45 followed by the AFM to paramagnetic metal (PMM) transition at $$xsim$$1.0. Among a few other Mott systems which exhibit similar two-step transitions, Ni(S,Se)$$_2$$ is of particular interest because a large intermediate AFM region in the phase diagram would provide unique opportunities to study the interplay between the spin and charge order. By comparing and combining our muon spin relaxation studies and previous neutron scattering studies, here we propose a picture where the spin order is maintained by the percolation of "nonmetallic" localized and dangling Ni moments surrounded by S, while the charge transition from AFI to AFM is caused by the percolation of the conducting paths generated by the Ni-Se-Ni bonds.

論文

A Multi-technique tomography-based approach for non-invasive characterization of additive manufacturing components in view of vacuum/UHV applications; Preliminary results

Grazzi, F.*; Cialdai, C.*; Manetti, M.*; Massi, M.*; Morigi, M. P.*; Bettuzzi, M.*; Brancaccio, R.*; Albertin, F.*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; et al.

Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali, 32(3), p.463 - 477, 2021/09

https://doi.org/10.1007/s12210-021-00994-2
 被引用回数：6 パーセンタイル：29.35(Multidisciplinary Sciences)

In this paper, we have studied an additively manufactured metallic component, intended for ultra-high vacuum application, the exit-snout of the MACHINA transportable proton accelerator beam-line. Metal additive manufacturing components can exhibit heterogeneous and anisotropic microstructures. Two non-destructive imaging techniques, X-ray computed tomography and Neutron Tomography, were employed to examine its microstructure. They unveiled the presence of porosity and channels, the size and composition of grains and intergranular precipitates, and the general behavior of the spatial distribution of the solidification lines. While X-ray computed tomography evidenced qualitative details about the surface roughness and internal defects, neutron tomography showed excellent ability in imaging the spatial density distribution within the component. The anisotropy of the density was attributed to the material building orientation during the 3D printing process. Density variations suggest the possibility of defect pathways, which could affect high vacuum performances. In addition, these results highlight the importance of considering building orientation in the design for additive manufacturing for UHV applications.

論文

Strong local moment antiferromagnetic spin fluctuations in V-doped LiFeAs

Xu, Z.*; Dai, G.*; Li, Y.*; Yin, Z.*; Rong, Y.*; Tian, L.*; Liu, P.*; Wang, H.*; Xing, L.*; Wei, Y.*; et al.

npj Quantum Materials (Internet), 5(1), p.11_1 - 11_7, 2020/02

https://doi.org/10.1038/s41535-020-0212-x
 被引用回数：4 パーセンタイル：33.55(Materials Science, Multidisciplinary)

We use neutron scattering to study Vanadium (hole)-doped LiFe$$_{1-x}$$V$$_{x}$$As. In the undoped state, LiFeAs exhibits superconductivity at $$T_mathrm{c} = 18$$ K and transverse incommensurate spin excitations similar to electron overdoped iron pnictides. Upon Vanadium doping to form LiFe$$_{0.955}$$V$$_{0.045}$$, the transverse incommensurate spin excitations in LiFeAs transform into longitudinally elongated ones in a similar fashion to that of potassium (hole)-doped Ba$$_{0.7}$$K$$_{0.3}$$Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$ but with dramatically enhanced magnetic scattering and elimination of superconductivity. This is different from the suppression of the overall magnetic excitations in hole-doped BaFe$$_{2}$$As$$_{2}$$ and the enhancement of superconductivity near optimal hole doping. These results are consistent with density function theory plus dynamic mean field theory calculations, suggesting that Vanadium doping in LiFeAs may induce an enlarged effective magnetic moment $$S_mathrm{eff}$$ with a spin crossover ground state arising from the inter-orbital scattering of itinerant electrons.

論文

Uniaxial pressure effect on the magnetic ordered moment and transition temperatures in BaFe$$_{2-x}$$T$$_{x}$$As$$_{2}$$ ($$T$$ = Co,Ni)

Tam, D. M.*; Song, Y.*; Man, H.*; Cheung, S. C.*; Yin, Z.*; Lu, X.*; Wang, W.*; Frandsen, B. A.*; Liu, L.*; Gong, Z.*; et al.

Physical Review B, 95(6), p.060505_1 - 060505_6, 2017/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.060505
 被引用回数：24 パーセンタイル：68.68(Materials Science, Multidisciplinary)

We use neutron diffraction and muon spin relaxation to study the effect of in-plane uniaxial pressure on the antiferromagnetic (AF) orthorhombic phase in BaFe$$_{2-x}$$T$$_{x}$$As$$_{2}$$ and its Co- and Ni-substituted members near optimal superconductivity. In the low-temperature AF ordered state, uniaxial pressure necessary to detwin the orthorhombic crystals also increases the magnetic ordered moment, reaching an 11% increase under 40 MPa for BaFe$$_{1.9}$$Co$$_{0.1}$$As$$_2$$, and a 15% increase for BaFe$$_{1.915}$$Ni$$_{0.085}$$As$$_2$$. We also observe an increase of the AF ordering temperature ($$T_N$$) of about 0.25 K/MPa in all compounds, consistent with density functional theory calculations that reveal better Fermi surface nesting for itinerant electrons under uniaxial pressure. The doping dependence of the magnetic ordered moment is captured by combining dynamical mean field theory with density functional theory, suggesting that the pressure-induced moment increase near optimal superconductivity is closely related to quantum fluctuations and the nearby electronic nematic phase.

論文

Spin excitations in optimally P-doped BaFe$$_2$$(As$$_{0.7}$$P$$_{0.3}$$)$$_2$$ superconductor

Hu, D.*; Yin, Z.*; Zhang, W.*; Ewings, R. A.*; 池内 和彦*; 中村 充孝; Roessli, B.*; Wei, Y.*; Zhao, L.*; Chen, G.*; et al.

Physical Review B, 94(9), p.094504_1 - 094504_7, 2016/09

AA2016-0252.pdf:2.18MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.094504
 被引用回数：20 パーセンタイル：62.84(Materials Science, Multidisciplinary)

最適Pドープされた超伝導体BaFe$$_2$$(As$$_{0.7}$$P$$_{0.3}$$)$$_2$$ (T$$_c$$=30K)におけるスピン励起の温度及びエネルギー依存性が非弾性中性子散乱実験を使って調べられた。我々の実験結果は密度汎関数理論や動的平均場理論で予想される計算結果と矛盾しておらず、BaFe$$_2$$(As$$_{0.7}$$P$$_{0.3}$$)$$_2$$における平均プニクトゲン高さの減少が、電子相関の強さを弱め、磁気励起の有効バンド幅の増加に寄与することを示唆している。

論文

The Spectrum and laser properties of ytterbium doped phosphate glass at low temperature

Dai, S.*; 杉山 僚; Hu, L.*; Liu, Z.*; Huang, G.*; Jiang, Z.*

Journal of Non-Crystalline Solids, 311(2), p.138 - 144, 2002/11

https://doi.org/10.1016/S0022-3093(02)01365-0

Yb$$^{3+}$$をドープしたリン酸ガラスを作成し,低温での分光及びレーザー発振特性について評価を行なった。作成したガラスは、モル%でP$$_{2}$$O$$_{5}$$:60-65,B$$_{2}$$O$$_{3}$$:4-8,Al$$_{2}$$O$$_{3}$$:5-10,K$$_{2}$$O:10-15,BaO:5-10,La$$_{2}$$O$$_{3}$$:0-2,Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$:0-2,Yb$$_{2}$$O$$_{3}$$:4-87の範囲で調製を行なった。YB$$^{3+}$$イオンの上準位寿命$$^{2}$$F$$_{5/2}$$からの蛍光寿命について、クライオスタットを用いて温度を変えながら測定を行なった。これと併せて,発振波長940nmのレーザーダイオード励起によるガラスレーザーの発振特性を異なる温度で測定した。この結果,スロープ効率4%,最高出力2mWが温度8K,発振波長1001nmにおいて有益な知見が得られた。

論文

Study of a new ytterbium doped phosphate laser glass

Dai, S.*; Hu, L.*; 杉山 僚; 井澤 靖和*; Liu, Z.*; Jiang, Z.*

Chinese Science Bulletin, 47(3), p.255 - 259, 2002/02

https://doi.org/10.1360/02tb9062
 被引用回数：8 パーセンタイル：52.65(Multidisciplinary Sciences)

新イッテルビウムリン酸レーザーガラスを作成し、熱-機械特性、非線形性、微結晶化、微少欠陥及び分光スペクトル測定の物理・光学特性について評価試験を行なった。ガラスの作成プロセスにおいて、OH基濃度を減少させるために、開発した新たな除去法を適用した結果、上準位蛍光寿命は2.2msに達した。さらに、光路長の熱による変化を示すアサーマル特性は、0.42$$times$$10E$$^{-6}$$/Kであり、これはQX/Ybガラスの約1/10と極端に小さい値を示すことがわかった。

論文

Polaron correlations in ferromagnetic CMR manganites

Fernandez-Baca, J. A.*; Dai, P.*; 若林 信義*; Plummer, E. W.*; 片野 進; 富岡 泰秀*; 十倉 好紀*

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.85 - 87, 2001/00

ORNLに設置された広角中性子回折装置WANDを使って、巨大磁気抵抗効果を示す強磁性のマンガン酸化物、(Pr,Ca)MnO$$_{3}$$と(La,Ca)MnO$$_{3}$$の格子歪みにおける相関を調べた。歪みの場の相関長、格子との不整合性及びその方向の濃度依存性から、格子歪みの発達が系の伝導性(電気抵抗)を著しく低下させることが明らかになった。

論文

A Three-step process for epitaxial growth of (111)-oriented C$$_{60}$$ films on alkali-halide substrates

Dai, Z.*; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也; 宮下 敦巳

Thin Solid Films, 360(1), p.28 - 33, 2000/02

https://doi.org/10.1016/S0040-6090(99)00877-9
 被引用回数：2 パーセンタイル：15.18(Materials Science, Multidisciplinary)

熱蒸発法を用いて、C$$_{60}$$薄膜がアルカリ・ハライド基板(KCl(100), KBr(100), NaCl(100))上に成長する条件を調べた研究の報告である。その結果、結晶性に優れた(111)エピタキシャル薄膜を作製するためには、下記の3段階のプロセスを経ることが重要であるとの結論に達した。第1の過程: へき開したアルカリ・ハライド基板の熱処理(500$$^{circ}$$C, 1$$sim$$2hrs, $$sim$$10$$^{-5}$$Pa)。第2の過程: 極端に低い蒸着速度で、数モノレーヤーの超薄膜層を形成。第3の過程: 高い蒸着速度で所定の厚さまで蒸着(1$$sim$$35$AA$^{-1}$$/min., 400$$sim$$550$$^{circ}$$C)。

論文

Epitaxial growth of rutile films on Si(100) substrates by thermal oxidation of evaporated titanium films in argon flux

Dai, Z.*; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也

Journal of Physics; Condensed Matter, 11(43), p.8511 - 8516, 1999/11

https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/43/314
 被引用回数：12 パーセンタイル：56.36(Physics, Condensed Matter)

真空蒸着法により、Si(100)基板上にTi金属薄膜を形成後、Arガスで置換したO$$_{2}$$希薄ガス雰囲気で熱処理を行い、Si(100)上にTiO$$_{2}$$ルチル結晶がエピタキシャルに成長する条件を調べた。X線回折法及びイオンチャネリング法等で結晶学的解析を行った結果、TiO$$_{2}$$とSi基板とは、TiO$$_{2}$$(100)//Si(100), TiO$$_{2}$$(110)//Si(110)の関係にあることを見いだした。

論文

Preparation and characterization of C$$_{60}$$ films on ionic substrates

Dai, Z.*; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也

Journal of Physics; Condensed Matter, 11(33), p.6347 - 6358, 1999/08

https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/33/305
 被引用回数：2 パーセンタイル：15.94(Physics, Condensed Matter)

アルカリハライド(KCl,KBr,NaCl,LiF)を基板物質として、高品質なC$$_{60}$$結晶を作成する条件を調べた。その結果、温度範囲40~120$$^{circ}$$C、蒸着レート1.5~35$AA/min$の広い範囲で、一軸配向したC$$_{60}$$薄膜が形成可能であることを示した。さらに、120$$^{circ}$$C、1.5$AA/min$の低い成長速度条件下では、単結晶化することを見いだした。また光吸収測定から、光学バンドギャップの値として、1.74eVを得た。

論文

Structural, optical and electrical properties of laser deposited FeTiO$$_{3}$$ films on C- and A-cut sapphire substrates

Dai, Z.*; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也; 宮下 敦巳

Journal of Applied Physics, 85(10), p.7433 - 7437, 1999/05

https://doi.org/10.1063/1.369374
 被引用回数：23 パーセンタイル：68.63(Physics, Applied)

酸素分圧を精密に制御することにより、化学量論比が正確にFeTiO$$_{3}$$になった単結晶薄膜を$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$(0001)及び(1120)上に、レーザー・アブレーション法により合成した。従来この酸化物結晶は、バルクの状態でも化学組成の制御が困難であったが、レーザーの利用と分圧調整法がうまくマッチして、FeTiO$$_{3}$$単結晶薄膜の合成に成功した。さらに光学吸収法により、バンドギャップの値を3.55eVとはじめて決定した。この値は不純物が多くかつ組成比が確かではないバルク物質での値、2.58eVと比較してかなり大きな値となっている。電気的性質は、半導体的特性を有することも明らかになった。FeTiO$$_{3}$$は地球上に豊富に存在する素材であり、高純度、高品質な単結晶膜の基礎物性値の評価により、バンドギャップの大きな、光学分野で利用可能な半導体としての利用が期待される。

論文

Self-mediated growth of single-crystal and entirely(111)-oriented C$$_{60}$$ films on alkali halide substrates

Dai, Z.*; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 山本 春也; 宮下 敦巳

Applied Physics Letters, 74(12), p.1686 - 1688, 1999/03

https://doi.org/10.1063/1.123655
 被引用回数：5 パーセンタイル：28.13(Physics, Applied)

各種のアルカリ・ハライド単結晶基板(KCl(100),KBr(100),NaCl(100))上でのC$$_{60}$$薄膜の結晶成長の過程を、成長初期の自己調整過程に着目して、X線回折法によって研究を行った。その結果、成長の初期に蒸着速度を極端に下げて2~3原子層だけ成長させることにより、広い温度範囲(40~120$$^{circ}$$C)と広い蒸着速度範囲(1.5~35$AA/min)$で、C$$_{60}$$(111)エピタキシャル薄膜を成長させることができた。

論文

Structure and electrical characterization of VN$$_{x}$$ prepared by reactive pulsed laser deposition

Dai, Z.*; 宮下 敦巳; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋

Journal of Physics; Condensed Matter, 11(3), p.733 - 740, 1999/00

https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/3/012
 被引用回数：2 パーセンタイル：15.94(Physics, Condensed Matter)

窒素ガスふん囲気のもとでV金属を蒸発させることにより、サファイア基板上にVN$$_{x}$$薄膜を合成し、結晶性及び化学量論比を、AES,XRD,RBS/チャネリング法により評価した。その結果、ほとんど化学量論比に近いVN$$_{0.96}$$層がサファイア(0001)基板と一軸に沿って整合した形で(双晶を形成)成長する条件を見いだした。電気特性に関しては、抵抗比(10Kと300K)が1.4~3となり、少し低い値となっているが、これは双晶構造を反映したものと考えられる。

論文

Rutherford backscattering/channelling,XRD,XRD pole figure and AES characterization of FeTio$$_{3}$$ thin films prepared in different ambients by laser ablation

Dai, Z.*; 楢本 洋; 山本 春也; 鳴海 一雅; 宮下 敦巳

Journal of Physics; Condensed Matter, 11(3), p.913 - 925, 1999/00

https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/3/029
 被引用回数：4 パーセンタイル：27.96(Physics, Condensed Matter)

種々のガスふん囲気(真空,Ar,O$$_{2}$$,Ar+O$$_{2}$$)下で、レーザー蒸着法によって作製させるFeTiO$$_{3}$$薄膜の化学量論比、結晶性、結晶方位整合性を、X線回折法、イオンビーム解析法及びオージェ電子分光法で系統的に調べた結果を報告する。結論としては、Ar+5%O$$_{2}$$ガスふん囲気下でレーザー蒸着を行うことにより、炭素不純物の取り込みもなく、化学量論比の優れた単結晶膜を合成することに成功した。エピタクシーの関係は、FeTiO$$_{3}$$(0006)/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$(0006)となっている。

論文

Gold nanoparticle fabrication in single crystal SiO$$_{2}$$ by MeV Au ion implantation and subsequent thermal annealing

Dai, Z.*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 宮下 敦巳; 楢本 洋

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 149(1-2), p.108 - 112, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(98)80730-1
 被引用回数：18 パーセンタイル：76.66(Instruments & Instrumentation)

3MeV AuイオンをSiO$$_{2}$$(0001)単結晶に室温注入して、自発的析出量よりも低い注入領域での、熱処理による微粒子形成過程を、光学吸収、X線回折及びRBS/Channeling法により詳細に調べた。その結果、1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$注入後、1000$$^{circ}$$C,5hr熱処理することにより、平均半径4.2nmの超微粒子(Au)を形成するが、深さ分布そのものは、注入時の条件を保持できることを明らかにした。

論文

Control of film orientation; A Parametric study of laser ablated FTO films on a-, c- and r-cut sapphire substrates by X-ray diffraction

Dai, Z.*; 宮下 敦巳; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋

Thin Solid Films, 349(1-2), p.51 - 55, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0040-6090(99)00170-4
 被引用回数：4 パーセンタイル：27.96(Materials Science, Multidisciplinary)

サファイアのa,c及びr面を基板に用いて、レーザーアブレーション法により蒸着した薄膜の方位と基板方位との関係を、基板方位、温度、レーザーパワーとに着目して系統的に調べた。その中でも特徴的なのは、方位のちがう基板でも、レーザーパワーを増すことにより、FTO(FeTiO$$_{3}$$)のC面を成長させることができた点である。

論文

Crystalline and nearly stoichiometric vanadium nitride thin film by PLD

Dai, Z.*; 宮下 敦巳; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋

Thin Solid Films, 347(1-2), p.117 - 120, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)01726-X
 被引用回数：26 パーセンタイル：76.29(Materials Science, Multidisciplinary)

耐熱材料として、あるいは炭素、窒素輸送の媒体として有用な遷移金属化合物の構造・物性評価研究の一環として、レーザー蒸着法によるVN化合物の合成を行い、構造解析の結果、化学量論比に秀れたVN$$_{0.96}$$単結晶膜の合成に成功したので報告する。構造解析には、Auger電子分光、イオン散乱法、X線回折法を用いた。

論文

Pulsed laser deposition of ilmenite FeTiO$$_{3}$$ epitaxial thin film onto sapphire substrate

Dai, Z.*; P.Zhu*; 山本 春也; 宮下 敦巳; 鳴海 一雅; 楢本 洋

Thin Solid Films, 339(1-2), p.114 - 116, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)01161-4
 被引用回数：29 パーセンタイル：78.68(Materials Science, Multidisciplinary)

FeTiO$$_{3}$$の光学関連の基礎物性を調べるため、高純度薄膜をYAGレーザーを用いたアブレーション法により育成した。その結果、基板の$$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$(0001)と整合したFeTiO$$_{3}$$(0001)が成長することが明らかになった。重要な因子は、基板温度(450$$^{circ}$$C)及びガスふん囲気(Ar+5%O$$_{2}$$,0.01mbar)で正確なコントロールが必要であった。

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