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O
Gao, B.*; Chen, T.*; Liu, C.*; Klemm, M. L.*; Zhang, S.*; Ma, Z.*; Xu, X.*; Won, C.*; McCandless, G. T.*; Rao, K.*; et al.
Science Advances (Internet), 12(10), p.eaed7778_1 - eaed7778_7, 2026/03
In the search for unconventional magnetism, exotic quantum states are characterized by a lack of order and a broad spin excitation continuum approaching zero temperature. We study the two-dimensional triangular-lattice effective spin-system CeMgAlO, which shows slight disorder but no magnetic ordering down to 100 millikelvin. Spin-wave analysis in the magnetic-field-polarized state determines the spin Hamiltonian featuring a mixed ferromagnetic-antiferromagnetic nearest-neighbor exchange interaction. This places the system near an exactly solvable point of the spin-triangular-lattice XXZ model with extensive ground-state degeneracy. In zero field, neutron spectroscopy reveals a prominent continuum; we show that this arises from an ensemble average of spin-wave spectra across the degenerate ground-state manifold. This demonstrates that the role of weak quenched disorder can be quantitatively constrained: It inhibits unique ground-state selection and stabilizes a local distribution within the degenerate manifold, yielding continuum-like spectra that necessitate a critical reevaluation of the experimental signatures of exotic quantum states.
C filler; Surfactant-driven interfacial and microstructural controlNiu, X.*; Elakneswaran, Y.*; 菊池 亮佑*; Li, A.*; Seralathan, S.*; 平木 義久; 佐藤 淳也; 大杉 武史; 加美山 隆*; Walkley, B.*
Cement and Concrete Research, 200, p.108096_1 - 108096_17, 2026/02
被引用回数：2 パーセンタイル：23.63(Construction & Building Technology)The incorporation of boron (B) as a neutron absorber into metakaolin-based geopolymers for the remediation of radioactive debris following nuclear accidents has attracted considerable attention. In this study, boron carbide (BC) was employed as a functional filler, while cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) acted as both a dispersant and a stabiliser to enhance the neutron shielding properties of metakaolin-based geopolymers. Although the addition of BC improved processability via a roller-ball effect and had no discernible impact on the geopolymerisation process, its weakly polar, negatively charged surface led to the formation of a loose, weak-shell interfacial transition zone (ITZ) between the filler and the matrix, thereby reducing mechanical strength and chemical stability. In contrast, CTAB self-assembled into an interdigitated monolayer on the BC surface, reversing its surface charge to positive and promoting its uniform dispersion within the matrix. This work offers a promising approach for engineering high-performance, multifunctional geopolymer composites for nuclear and environmental applications.
Niu, X.*; Elakneswaran, Y.*; Li, A.*; Seralathan, S.*; 菊池 亮佑*; 平木 義久; 佐藤 淳也; 大杉 武史; Walkley, B.*
Cement and Concrete Research, 190, p.107814_1 - 107814_17, 2025/04
被引用回数：11 パーセンタイル：90.65(Construction & Building Technology)Metakaolin-based geopolymers have attracted significant interest in decontaminating radioactive debris from the Fukushima nuclear accident. This study explored the incorporation of boron (B) into geopolymers using boric acid as the source, with the goal of developing B-enriched geopolymers for enhanced radionuclide immobilisation and neutron capture potential.
都留 智仁; Han, S.*; Chen, Z.*; Lobzenko, I.; 乾 晴行*
まてりあ, 63(10), p.695 - 702, 2024/10
BCC相の代表的なハイエントロピー合金であるVNbMoTaWは、第5、第6周期の高融点金属で構成されており、それらの合金系の融点も高いことから高耐熱性(Refractory)ハイエントロピー合金と呼ばれている。VNbMoTaWとともにBCC相の代表的なハイエントロピー合金として知られているTiZrNbTaHfは同じく単相であり、VNbMoTaWに比べて融点は500
C低いものの、他のBCC合金に見られない室温以下の低温における優れた延性を示すことが知られている。VNbMoTaWとTiZrNbTaHfの二つの高耐熱性ハイエントロピー合金は、強度以外にもすべり挙動などの異なる特性を示すことが報告されているが、どのような特性が力学特性を支配しているかを理解することが、高温強度に優れかつ低温の延性を持つような高耐熱性合金などの優れた合金設計のためには不可欠である。VNbMoTaWとTiZrNbTaHfはいずれも単相合金であることを考えると、構成元素と転位などの変形の基礎となる特性の関係にその鍵があるはずである。本稿では、この二つの高耐熱性ハイエントロピー合金の力学特性の違いについて、実験、理論、計算機シミュレーションを駆使して、延性と強度を制御する重要な因子について検討した結果を紹介する。
土屋 晴文; 日比野 欣也*; 川田 和正*; 大西 宗博*; 瀧田 正人*; 宗像 一起*; 加藤 千尋*; 霜田 進*; Shi, Q.*; Wang, S.*; et al.
Progress of Earth and Planetary Science (Internet), 11, p.26_1 - 26_14, 2024/05
被引用回数：3 パーセンタイル：31.85(Geosciences, Multidisciplinary)From 1998 to 2017, neutron monitors located at an altitude of 4300 m on the Tibetan plateau detected 127 long-duration bursts of high-energy radiation in association with thunderclouds. These bursts typically lasted for 10-40 min, and 89% of them occurred between 10:00 and 24:00 local time. They were also found to be more likely to occur at night, especially during 18:00-06:00 local time period. The observed diurnal and seasonal variations in burst frequency were consistent with the frequencies of lightning and precipitation on the Tibetan plateau. Based on 19 years of data, the present study suggests that an annual variation in burst frequency has a periodicity of 
16 years and a lag of 3 years relative to solar activity.
Liss, K.-D.*; Han, J.-K.*; Blankenburg, M.*; Lienert, U.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 徐 平光; 行武 栄太郎*; Kawasaki, M.*
Journal of Materials Science, 59(14), p.5831 - 5853, 2024/04
被引用回数：13 パーセンタイル：75.01(Materials Science, Multidisciplinary)The magnesium alloy AZ31, which has undergone high-pressure torsion processing, was subjected to in situ annealing micro-beam synchrotron high-energy X-ray diffraction and compared to the as-received rolled sheet material that was investigated through in situ neutron diffraction. While the latter only exhibits thermal expansion and minor recovery, the nanostructured specimen displays a complex evolution, including recovery, strong recrystallization, phase transformations, and various regimes of grain growth. Nanometer-scale grain sizes, determined using Williamson-Hall analysis, exhibit seamless growth, aligning with the transition to larger grains, as assessed through the occupancy of single grain reflections on the diffraction rings. The study uncovers strain anomalies resulting from thermal expansion, segregation of Al atoms, and the kinetics of vacancy creation and annihilation. Notably, a substantial number of excess vacancies were generated through high-pressure torsion, and maintained for driving the recrystallization and forming highly activated volumes for diffusion and phase precipitation during heating. The unsystematic scatter observed in the Williamson-Hall plot indicates high dislocation densities following severe plastic deformation, which significantly decreases during recrystallization. Subsequently, dislocations reappear during grain growth, likely in response to torque gradients in larger grains. It is worth noting that the characteristics of unsystematic scatter differ for dislocations created at high and low temperatures, underscoring the strong temperature dependence of slip system activation.
都留 智仁; Han, S.*; 松浦 周太郎*; Chen, Z.*; 岸田 恭輔*; Lobzenko, I.; Rao, S.*; Woodward, C.*; George, E.*; 乾 晴行*
Nature Communications (Internet), 15, p.1706_1 - 1706_10, 2024/02
被引用回数：94 パーセンタイル：99.13(Multidisciplinary Sciences)耐火ハイエントロピー合金(RHEA)は、超高温用途への応用の可能性から注目されている。しかし、体心立方結晶をもつため面心立方HEAよりも脆く、さらに、主要なNi基超合金やFCC合金系の材料よりも著しく低いクリープ強度を示す。これらの欠点を克服し、RHEAを実用的な構造材料に発展させるためには、強度と延性を制御する要因の基礎的な理解を深める必要がある。本研究では、TiZrHfNbTaとVNbMoTaWという2つのモデルRHEAを調査し、前者は77Kまで塑性圧縮可能であるのに対し、後者は298K以下では圧縮不可能であることを示した。TiZrHfNbTaの六方最密充填(HCP)元素は、すべての構成元素がBCCであるVNbMoTaWと比較して、転位芯エネルギーを下げ、格子歪みを大きくし、せん断弾性率を下げることで、高い延性と相対的に高い降伏強度につながることがわかった。転位芯構造はVNbTaMoWではコンパクトで、TiZrHfNbTaでは拡張しており、2つのRHEAで異なる滑り面が活性化していることがわかった。これらは、いずれもHCP元素の濃度に起因していることが第一原理計算により明らかになった。この結果は、HCP元素とBCC元素の比率に関連した電子構造の変化を利用して、強度、延性、すべり挙動を制御し、より効率的な発電所や輸送のための次世代高温材料を開発できることを実証している。
Huang, M.-Z.*; Mohan, J.*; Visuri, A.-M.*; Fabritius, P.*; Talebi, M.*; Wili, S.*; 内野 瞬; Giamarchi, T.*; Esslinger, T.*
Physical Review Letters, 130(20), p.200404_1 - 200404_8, 2023/05
被引用回数：28 パーセンタイル：91.86(Physics, Multidisciplinary)スピン依存の局所的な粒子損失を伴う量子ポイントコンタクトを通して、強く相互作用する2成分フェルミ超流動輸送を測定した。高次の多重アンドレーフ反射によって実現される特徴的な非オーミック型超流動輸送は、散逸強度が超流動ギャップを超えると過剰オーミック電流に遷移することを観測した。我々は、散逸のあるサイトへのトンネル過程のある2端子の平均場モデルを開発した。Keldysh形式による計算では、観測された非平衡粒子電流を再現したが、観測された損失率やスピン流を完全に説明することはできなかった。
Ramadhan, R. S.*; Glaser, D.*; 祖山 均*; Kockelmann, W.*; 篠原 武尚; Pirling, T.*; Fitzpatrick, M. E.*; Tremsin, A. S.*
Acta Materialia, 239, p.118259_1 - 118259_12, 2022/10
被引用回数：15 パーセンタイル：63.25(Materials Science, Multidisciplinary)Mechanical surface treatment technologies such as laser peening and cavitation peening require detailed characterization, including residual stress analysis, to optimize their processing parameters. Recent developments at neutron facilities allow non-destructive 2-dimensional residual strain mapping through Bragg edge imaging. The present work highlights the application of Bragg edge neutron imaging for the study of mechanical surface treatments, through determination of lattice spacing distributions by energy-resolved radiography. Through three different examples, the unique capabilities of the method are demonstrated, particularly for providing near surface residual strain maps within samples with complex geometries with relatively high spatial resolution. By providing a comparison with X-ray diffraction and neutron diffraction results, the present work emphasizes the potential of Bragg edge neutron imaging as a tool for surface treatment research.
Khalil, A. M. E.*; Han, L.*; Maamoun, I.; Tabish, T. A.*; Chen, Y.*; Eljamal, O.*; Zhang, S.*; Butler, D.*; Memon, F. A.*
Advanced Sustainable Systems (Internet), 6(8), p.2200016_1 - 2200016_16, 2022/08
被引用回数：14 パーセンタイル：57.16(Green & Sustainable Science & Technology)Graphene-based materials have emerged as alternative adsorbents, but their success in removing pharmaceutical contaminants has been limited due to degradation caused by restacking and limited control over their sizes and porosities. Driven by this issue, in the current study, to counteract the restacking behavior, graphene sheets are supported on a thread/rod-like matrix structure in a boron nitride foam material, and a novel porous composite foam-supported graphene is synthesized. The as-prepared novel composite offers extraordinary features, such as high absorption kinetics, large available surface area, high porosity, ecofriendliness and cost-effective synthesis, and excellent affinity to emerging pharmaceutical contaminants. When batch-testing graphene-based foam material and porous graphene nanosheets to remove gemfibrozil (GEM) from wastewater samples, rapid adsorption kinetics (less than 5 min) are exhibited by the graphene-based foam. Column filter studies are conducted for both materials to test their performance in removing GEM from distilled water, synthetic graywater, and actual wastewater. Overall, the foam composite-based filter marginally outperforms the sand-supported graphene filter and significantly outperforms the unsupported graphene filter. A numerical MATLAB model is developed to simulate the reactive solute transport of GEM influent through the foam filter. Also, a formal sensitivity analysis is conducted to identify the key parameters influencing the model results.
Dimitriou, P.*; Basunia, S*; Bernstein, L.*; Chen, J.*; Elekes, Z.*; Huang, X.*; Hurst, A.*; 飯村 秀紀; Jain, A. K.*; Kelley, J.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 239, p.15004_1 - 15004_4, 2020/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)評価済み核構造データファイル(Evaluated Nuclear Structure Data File: ENSDF)は、原子核構造と崩壊に関する様々な実験データを全ての核種について集めて、それらの実験データの評価値を与えてある世界唯一のデータファイルである。ENSDFは定期的に更新されており、そのための評価作業は各国の評価者で分担している。評価作業を速やかに行うために、IAEAの援助の下に評価者の国際的なネットワークが組織されている。この発表では、ネットワークの最近の活動のうち、ENSDFの処理コードの開発、測定が必要とされているデータのリストの作成、インターネット版核図表の利用の拡充などについて報告する。また、核構造・崩壊データの需要が増大しているにもかかわらず、評価者が減っている問題についても述べる。
Singh, B.*; Basunia, M. S.*; Martin, M.*; McCutchan, E. A.*; Bara, I.*; Caballero-Folch, R.*; Canavan, R.*; Chakrabarti, R.*; Chekhovska, A.*; Grinder, M. M.*; et al.
Nuclear Data Sheets, 160, p.405 - 471, 2019/09
被引用回数：20 パーセンタイル：78.37(Physics, Nuclear)The evaluated data are presented for 11 known A=218 nulcides (Pb, Bi, Po, At, Rn, Fr, Ra, Ac, Th, Pa and U). For 
Pb, Bi, At and Pa, data are available only for the ground states. For U, only the g.s. and a high-spin isomer are known, with no data on 
-ray transitions available. For Po, ten excited states are known from Bi decay, with no knowledge on the multipolarities of gamma-ray transitions. For Th, five excited states in the g.s. band are known from an in-beam -ray study. Data on level half-lives, multipolarities and mixing ratios of gamma transitions is generally lacking for A=218 nuclei. The static magnetic dipole moment has been measured for only an isomer in Fr. This evaluation was carried out as part of a joint IAEA-ICTP workshop for Nuclear Structure and Decay Data, organized and hosted by the IAEA, Vienna, and ICTP, Trieste, October 15-26, 2018.
Tang, C.*; Song, Q.*; Chang, C.-Z.*; Xu, Y.*; 大沼 悠一; 松尾 衛*; Liu, Y.*; Yuan, W.*; Yao, Y.*; Moodera, J. S.*; et al.
Science Advances (Internet), 4(6), p.eaas8660_1 - eaas8660_6, 2018/06
被引用回数：38 パーセンタイル：83.38(Multidisciplinary Sciences)This work demonstrates markedly modified spin dynamics of magnetic insulator (MI) by the spin momentum-locked Dirac surface states of the adjacent topological insulator (TI). As the Bi concentration 
is systematically tuned in 5-nm-thick (Bi
Sb
)
Te
TI films, the weight of the surface relative to bulk states peaks at = 0.32 when the chemical potential approaches the Dirac point. At this concentration, the Gilbert damping constant of the precessing magnetization in 10-nm-thick YFe
O
MI films in the MI/TI heterostructures is enhanced by an order of magnitude, the largest among all concentrations. In addition, the MI acquires additional strong magnetic anisotropy that favors the in-plane orientation with similar Bi concentration dependence. These extraordinary effects of the Dirac surface states distinguish TI from other materials such as heavy metals in modulating spin dynamics of the neighboring magnetic layer.
by tuning nematicity and magnetism in FeSeS
superconductors松浦 康平*; 水上 雄太*; 新井 佑基*; 杉村 優一*; 前島 尚行*; 町田 晃彦*; 綿貫 徹*; 福田 竜生; 矢島 健*; 廣井 善二*; et al.
Nature Communications (Internet), 8, p.1143_1 - 1143_6, 2017/10
被引用回数：112 パーセンタイル：92.51(Multidisciplinary Sciences)A fundamental issue concerning iron-based superconductivity is the roles of electronic nematicity and magnetism in realising high transition temperature (). To address this issue, FeSe is a key material, as it exhibits a unique pressure phase diagram involving nonmagnetic nematic and pressure-induced antiferromagnetic ordered phases. However, as these two phases in FeSe have considerable overlap, how each order affects superconductivity remains perplexing. Here we construct the three-dimensional electronic phase diagram, temperature (
) against pressure (
) and iso-valent S-substitution (), for FeSeS. By simultaneously tuning chemical and physical pressures, against which the chalcogen height shows a contrasting variation, we achieve a complete separation of nematic and antiferromagnetic phases. In between, an extended nonmagnetic tetragonal phase emerges, where shows a striking enhancement. The completed phase diagram uncovers that high- superconductivity lies near both ends of the dome-shaped antiferromagnetic phase, whereas remainslow near the nematic critical point.
NoLopez-Martens, A.*; Henning, G.*; Khoo, T. L.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 131, p.03001_1 - 03001_6, 2016/12
被引用回数：1 パーセンタイル：40.28(Chemistry, Inorganic & Nuclear)原子番号が100を超える原子核の核分裂障壁の高さとその角運動量依存性を初めて測定した。核分裂による崩壊が優勢となり始める励起エネルギーを決定できる初期分布法という方法をNoの測定に適用した。Noの核分裂障壁はスピンゼロにおいて6.6MeVと決定された。このことは、Noが原子核の殻効果によって強く安定化されていることを示している。
= 8
two-quasineutron isomer in 
PuHota, S.*; Tandel, S.*; Chowdhury, P.*; Ahmad, I.*; Carpenter, M. P.*; Chiara, C. J.*; Greene, J. P.*; Hoffman, C. R.*; Jackson, E. G.*; Janssens, R. V. F.*; et al.
Physical Review C, 94(2), p.021303_1 - 021303_5, 2016/08
被引用回数：10 パーセンタイル：54.74(Physics, Nuclear)Puにおける = 8アイソマーからの崩壊と集団的バンド構造が
Tiと
Pbのビームによる深部非弾性散乱実験によって調べられた。バンド内の正確な
分岐比の測定によって、偶
, 
=150アイソトーンにおける = 8二準中性子アイソマーが9/2
[734]
7/2
[624]の配位であることを確かめた。=152における変形シェルギャップ近傍のこれらのアイソマーは、超重核の一粒子エネルギーの理論的な予言において重要なベンチマークとなる。
桐山 博光; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 今 亮; Esirkepov, T. Z.; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; 金崎 真聡*; et al.
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 21(1), p.1601118_1 - 1601118_18, 2015/01
被引用回数：68 パーセンタイル：94.84(Engineering, Electrical & Electronic)原子力機構で開発を進めているペタワット級超高強度レーザーシステム(J-KARENレーザーシステム)の詳細な設計、動作特性、及び将来計画についての報告を招待論文(Invited paper)として行う。また、高い制御性を有する本レーザーシステムによる代表的な成果として、粒子加速、高輝度X線発生などの研究成果についても報告を行う。
No and 
ThHenning, G.*; Khoo, T. L.*; Lopez-Martens, A.*; Seweryniak, D.*; Alcorta, M.*; 浅井 雅人; Back, B. B.*; Bertone, P. F.*; Boilley, D.*; Carpenter, M. P.*; et al.
Physical Review Letters, 113(26), p.262505_1 - 262505_6, 2014/12
被引用回数：34 パーセンタイル：80.59(Physics, Multidisciplinary)殻効果によって安定に存在する超重核であるNoの核分裂障壁の高さを実験的に決定した。核反応で生成したNoからの脱励起線の本数と全エネルギーを測定することで崩壊の開始点の励起エネルギーとスピン値を導出し、その分布から核分裂障壁の高さをスピンの関数として19
まで決定した。Noの核分裂障壁の高さは、スピン15において6.0MeV、スピン0における外挿値として6.6MeVと決定された。この結果は、殻効果が、このような重い原子核の核分裂障壁を高くしていることを明確に示し、またその高さが高スピン状態まで保持されていることを証明するものである。
雨倉 宏*; Mohapatra, S.*; Singh, U. B.*; Khan, S. A.*; Kulriya, P. K.*; 石川 法人; 大久保 成彰; Avasthi, D. K.*
Nanotechnology, 25(43), p.435301_1 - 435301_10, 2014/10
被引用回数：31 パーセンタイル：72.67(Nanoscience & Nanotechnology)金属ナノ粒子の高速重イオン照射に伴う形状変化のメカニズムを解明する目的で、様々なイオン種,エネルギーをもつイオンをZnナノ粒子に照射して、形状変化がどのような照射パラメータに依存するかを詳細に調べた。その結果、イオンからZnナノ粒子に伝達されるエネルギー付与量には依存せず、ナノ粒子が埋め込まれた母材(シリカ)へのエネルギー付与量に大きく依存することが分かった。また、エネルギー付与量がある値以下では、ナノ粒子の形状変化は起きず、しきい値が存在することも分かった。
Ni hole-states from (p,d) transfer reactionsSanetullaev, A.*; Tsang, M. B.*; Lynch, W. G.*; Lee, J.*; Bazin, D.*; Chan, K. P.*; Coupland, D.*; Hanzl, V.*; Hanzlova, D.*; Kilburn, M.*; et al.
Physics Letters B, 736, p.137 - 141, 2014/09
被引用回数：17 パーセンタイル：69.40(Astronomy & Astrophysics)Niの1/2状態は二重閉殻核
Niの中性子s
軌道が空となった一空孔状態が支配的であると考えられ、したがってその状態の性質は不安定核の殻構造を知る上で重要な情報となる。本論文では、Niの1/2状態における一空孔状態の割合となる分光学的因子を測定し、その値を最新の理論計算と比較した結果を報告した。実験はミシガン州立大学の超伝導サイクロトロンを用い、
(Ni, Ni)
反応によって調べた。実験の解析の結果、sの一空孔状態が支配的な1/2状態は3.18MeVに現れ、その分光学的因子は1.0
0.2であることがわかった。発表代表者が行った殻模型計算では対応する状態の励起エネルギーが3.75MeVで分光学的因子が1.21と実験値を比較的よく再現するのに対し、グリーン関数による第一原理計算では分光学的因子は1.10と良いものの、励起エネルギーが11.5MeVと実験値からの大きなずれが見られた。
