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論文

Analysis on effects of transverse electric field in an injector cavity of compact-ERL at KEK

Hwang, J.-G.*; Kim, E.-S.*; 宮島 司*; 本田 洋介*; 原田 健太郎*; 島田 美帆*; 高井 良太*; 久米 達哉*; 長橋 進也*; 帯名 崇*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 753, p.97 - 104, 2014/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:47.5(Instruments & Instrumentation)

For a future synchrotron light source based on a linac, e.g. an X-ray free electron laser and an energy recovery linac (ERL), an injector is a key component to generate a high brightness electron beam. For the acceleration and transportation of the electron beam in the injector, the adjustment of beam orbit inside the cavity is important to avoid the deterioration of the beam quality due to the transverse electric field of it, which causes the transverse emittance growth. To adjust the beam orbit, an investigation of the electromagnetic center of the cavity is required in the beam operation. This paper shows a new method for measuring the electromagnetic center of the cavity, and describes an analytical model of emittance growth due to a combination of transverse electric field and orbit offset. The validation of the method was confirmed by the emittance measurement in the compact ERL (cERL) injector at KEK.

論文

Development of high power long-pulse RF transmitter for ICRF heating in fusion researches and cyclotron accelerator

Kwak, J. G.*; Wang, S. J.*; Bae, Y. D.*; Kim, S. H.*; Hwang, C. K.*; 森山 伸一

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.938 - 941, 2011/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

韓国原子力研究所では1996年からKSTARトカマクにおけるイオンサイクロトロン加熱用並びにサイクロトロン加速器用として高周波増幅器の開発を行っている。KSTARのトロイダル磁場は公称定格で3Tであり、各種の加熱シナリオをカバーするために25$$sim$$60MHzの帯域が要求される。最初の増幅器は最終段四極管に数回のトラブルはあったものの、2008年に60MHzまでの周波数において2MW300秒間の出力を達成した。これを用いて300kWの高周波をKSTARプラズマに入射することに成功した。2番目の増幅器はサイクロトロン加速器用の70kw連続定格25$$sim$$50MHz広帯域増幅器であり、技術設計が完了した。3番目は1MWのVHF帯増幅器であり原子力機構から貸与されたものである。KSTARに用いるために110MHzの周波数を60MHzに変更する改造を行う予定である。この講演では最初の増幅器の動作試験の結果に加え、2番目3番目の増幅器の技術設計,改造設計について述べる。

論文

Hybridization between the conduction band and 3$$d$$ orbitals in the oxide-based diluted magnetic semiconductor In$$_{2-x}$$V$$_x$$O$$_3$$

小林 正起*; 石田 行章*; Hwang, J. I.*; Song, G. S.*; 滝沢 優*; 藤森 淳; 竹田 幸治; 大河内 拓雄*; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; et al.

Physical Review B, 79(20), p.205203_1 - 205203_5, 2009/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:64.04(Materials Science, Multidisciplinary)

The electronic structure of In$$_{2-x}$$V$$_x$$O$$_3$$ ($$x=0.08$$) has been investigated by photoemission spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy (XAS). The V $$2p$$ core-level photoemission and XAS spectra revealed that the V ion is in the trivalent state, which is the same valence state as that of In in In$$_2$$O$$_3$$. The V $$3d$$ partial density of states obtained by the resonant photoemission technique showed a sharp peak above the O $$2p$$ band. While the O $$1s$$ XAS spectrum of In$$_{2-x}$$V$$_x$$O$$_3$$ was similar to that of In$$_2$$O$$_3$$, there were differences in the In $$3p$$ and $$3d$$ XAS spectra between the V-doped and pure In$$_2$$O$$_3$$. The observations give clear evidence for hybridization between the In-derived conduction band and the V $$3d$$ orbitals in In$$_{2-x}$$V$$_x$$O$$_3$$.

論文

Systematic changes of the electronic structure of the diluted ferromagnetic oxide Li-doped Ni$$_{1-x}$$Fe$$_x$$O with hole doping

小林 正起*; Hwang, J. I.*; Song, G.*; 大木 康弘*; 滝沢 優*; 藤森 淳; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 寺井 恒太*; 岡根 哲夫; et al.

Physical Review B, 78(15), p.155322_1 - 155322_4, 2008/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:71.84(Materials Science, Multidisciplinary)

The electronic structure of Li-doped Ni$$_{1-x}$$Fe$$_x$$O has been investigated using photoemission spectroscopy (PES) and X-ray absorption spectroscopy (XAS). The Ni $$2p$$ core-level PES and XAS spectra were not changed by Li doping. In contrast, the Fe$$^{3+}$$ intensity increased with Li doping relative to the Fe$$^{2+}$$ intensity. However, the increase of Fe$$^{3+}$$ is only $$sim 5%$$ of the doped Li content, suggesting that most of the doped holes enter the O $$2p$$ and/or the charge-transferred configuration Ni $$3d^8underline{L}$$. The Fe $$3d$$ partial density of states and the host valence-band emission near valence-band maximum increased with Li content, consistent with the increase of electrical conductivity. Based on these findings, percolation of bound magnetic polarons is proposed as an origin of the ferromagnetic behavior.

論文

Soft X-ray absorption and photoemission studies of ferromagnetic Mn-implanted 3$$C$$-SiC

Song, G.*; 小林 正起*; Hwang, J. I.*; 片岡 隆*; 滝沢 優*; 藤森 淳; 大河内 拓雄; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 47(9), p.7113 - 7116, 2008/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:84.3(Physics, Applied)

We have performed X-ray photoemission spectroscopy (XPS), X-ray absorption spectroscopy (XAS), and resonant photoemission spectroscopy (RPES) measurements of Mn-implanted 3$$C$$-SiC (3$$C$$-SiC:Mn) and carbon-incorporated Mn$$_{5}$$Si$$_{2}$$ (Mn$$_{5}$$Si$$_{2}$$:C). The Mn 2$$p$$ core-level XPS and XAS spectra of 3$$C$$-SiC:Mn and Mn$$_{5}$$Si$$_{2}$$:C were similar to each other and showed "intermediate" behaviors between the localized and itinerant Mn 3$$d$$ states. The intensity at the Fermi level was found to be suppressed in 3$$C$$-SiC:Mn compared with Mn$$_{5}$$Si$$_{2}$$:C. These observations are consistent with the formation of Mn$$_{5}$$Si$$_{2}$$:C clusters in the 3$$C$$-SiC host, as observed in a recent transmission electron microscopy study.

論文

Electronic structure of Ga$$_{1-x}$$Cr$$_{x}$$N and Si-doping effects studied by photoemission and X-ray absorption spectroscopy

Song, G.*; 小林 正起*; Hwang, J. I.*; 片岡 隆*; 滝沢 優*; 藤森 淳; 大河内 拓雄; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; et al.

Physical Review B, 78(3), p.033304_1 - 033304_4, 2008/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.21(Materials Science, Multidisciplinary)

The electronic structure of the magnetic semiconductor Ga$$_{1-x}$$Cr$$_{x}$$N, and the effect of Si doping on it have been investigated by photoemission and soft X-ray absorption spectroscopy. We have confirmed that Cr in GaN is predominantly trivalent when substituting for Ga and that Cr 3$$d$$ states appear within the band gap of GaN just above the N 2$$p$$-derived valence-band maximum. As a result of Si doping, downward shifts of the core levels (except for Cr 2$$p$$) and the formation of new states near the Fermi level were observed, which we attribute to the upward chemical-potential shift and the formation of a small amount of Cr$$^{2+}$$ species caused by electron doping. Possibility of Cr-rich cluster growth by Si doping are discussed based on the spectroscopic and magnetization data.

論文

Local electronic structure of Cr in the II-VI diluted ferromagnetic semiconductor Zn$$_{1-x}$$Cr$$_x$$Te

小林 正起*; 石田 行章*; Hwang, J. I.*; Song, G. S.*; 藤森 淳; Yang, C. S.*; Lee, L.*; Lin, H.-J.*; Huang, D.-J.*; Chen, C. T.*; et al.

New Journal of Physics (Internet), 10, p.055011_1 - 055011_15, 2008/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:40.21(Physics, Multidisciplinary)

The electronic structure of the Cr ions in the diluted ferromagnetic semiconductor Zn$$_{1-x}$$Cr$$_x$$Te ($$x$$=0.03 and 0.15) thin films has been investigated using X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and photoemission spectroscopy (PES). The line shape of the Cr $$2p$$ XMCD spectra is independent of $$H$$, $$T$$, and $$x$$, indicating that the ferromagnetism is originated from the same electronic states of the Cr ion. Cluster-model analysis indicates that the ferromagnetic XMCD signal is originated from Cr ions substituted for the Zn site. The Cr $$3d$$ partial density of states extracted using Cr $$2p to 3d$$ resonant PES shows a broad feature near the top of the valence band, suggesting strong $$s$$,$$p$$-$$d$$ hybridization. Based on these findings, we conclude that double exchange mechanism cannot explain the ferromagnetism in Zn$$_{1-x}$$Cr$$_{x}$$Te.

論文

Exchange bias and uncompensated spins in a Fe/Cr(100) bilayer

Kim, K. Y.*; Hwang, Y. S.*; Park, J.-G.*; 鳥飼 直也*; 武田 全康; Han, S. W.*; Shin, S. C.*

Physica Status Solidi (B), 244(12), p.4499 - 4502, 2007/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Condensed Matter)

交換磁気結合が働く2層膜構造のFe/Cr(100)の交換結合と保磁力の磁場中冷却効果をSQUID磁束計で調べた。磁場中冷却を行うと、新たに磁化が誘起されて、磁化の絶対値が増加した。この増加は、界面で固定されていたCrのスピンが存在することの証拠であると解釈することができる。さらに、すべてのスピンは、保磁力や磁化の増加には寄与しているものの、交換磁気バイアス効果に対してはすべてのスピンが関与しているわけではないことを見いだした。

論文

Effects of process parameters of the IS process on total thermal efficiency to produce hydrogen from water

笠原 清司; Hwang, G.*; 中島 隼人; Choi, H.*; 小貫 薫; 野村 幹弘

Journal of Chemical Engineering of Japan, 36(7), p.887 - 899, 2003/07

 被引用回数:59 パーセンタイル:11.74(Engineering, Chemical)

熱化学的水素製造プロセスであるISプロセスについて熱効率に対する操作条件の影響を評価した。HI濃縮に電気透析(EED)セル,HIの分解反応にメンブレンリアクターを適用した。4つの操作条件(HI分解反応器の転化率,HI蒸留塔の還流比,HI蒸留塔の圧力,及びEEDセル直後のHI濃度)の感度解析を行った。EEDセル直後HI濃度が熱効率に最も大きい影響があり、熱効率が13.3%変動した。他の操作条件の熱効率への影響は2%以下であった。プロセスの非理想性(EEDセルの電気エネルギーロス,熱交換器のロス,及び排熱からの電力回収におけるロス)の影響が評価された。EEDセルのロスによる熱効率の損失は11.4%だった。熱交換器のロスによって熱効率は5.7%減少した。電力回収のロスは6.3%効率を低下させた。装置が改良された後には、最大の熱効率を得るためにEEDセル直後HI濃度のような操作条件を最適化すべきである。EEDセル,熱交換器及び排熱回収を理想的に行った条件の下では、操作条件を最適化したプロセスの熱効率は56.8%であった。

論文

Stability of a silica membrane prepared by CVD using $$gamma$$- and $$alpha$$-alumina tube as the support tube in the Hi-H$$_{2}$$O gaseous mixture

Hwang, G.*; Kim, J.*; Choi, H.*; 小貫 薫

Journal of Membrane Science, 215(1-2), p.293 - 302, 2003/04

 被引用回数:15 パーセンタイル:42.69(Engineering, Chemical)

熱化学水素製造法ISプロセスへの応用を目的として、CVD法によって作製したシリカ系水素分離膜のHi-H$$_{2}$$O気相環境における安定性を調べた。平均細孔径10nmの$$gamma$$-アルミナ多孔体、また、平均細孔径100nmの$$alpha$$-アルミナ多孔体を基膜として、TEOSを前駆体とするCVDによって、シリカ膜を作製し、450$$^{circ}$$C,1気圧の条件下で、Hi-H$$_{2}$$O混合ガス雰囲気に約350時間暴露した。CVD条件を変えて数種の膜を作製したが、多くの膜は、暴露時間の経過とともに水素透過速度の増大と水素選択性の低下を示した。しかし、$$alpha$$アルミナを基体とする膜は、$$gamma$$アルミナを基体とする膜に比べて透過特性の変化が少なく、比較的高い安定性を示した。

論文

Electro-electrodialysis of hydriodic acid using the cation exchange membrane cross-linked by accelerated electron radiation

Arifal; Hwang, G.; 小貫 薫

Journal of Membrane Science, 210(1), p.39 - 44, 2002/12

 被引用回数:19 パーセンタイル:37.33(Engineering, Chemical)

HI$$_{x}$$溶液の電界電気透析における市販陽イオン交換膜(CMB)のH$$^{+}$$選択性を向上させるため、電子線架橋を試みた。照射膜の基本特性(膜抵抗,イオン交換容量,含水率)を測定した結果、イオン交換容量及び含水率は変わらないものの、膜抵抗に有意の減少が認められた。また、HI$$_{x}$$溶液([HI]=9.5mol/kg)の電解電気透析を、75$$^{circ}C$$,9.6A/dm$$^{2}$$の条件で行った結果、照射膜は、未照射膜に比べて、高いH$$^{+}$$選択性を示すことを確認し、予測した選択性向上の可能性を示した。

論文

Bulk-sensitive photoemission spectroscopy of $$A_{2}$$FeMoO$$_{6}$$ double perovskites ($$A$$=Sr, Ba)

Kang, J.-S.*; Kim, J. H.*; 関山 明*; 笠井 修一*; 菅 滋正*; Han, S. W.*; Kim, K. H.*; 室 隆桂之*; 斎藤 祐児; Hwang, C.*; et al.

Physical Review B, 66(11), p.113105_1 - 113105_4, 2002/09

 被引用回数:62 パーセンタイル:9.47(Materials Science, Multidisciplinary)

ダブルペロブスカイト構造をとるSr$$_{2}$$FeMoO$$_{6}$$及びBa$$_{2}$$FeMoO$$_{6}$$の電子状態をFeの2p-3d共鳴光電子分光及びMo 4d光イオン化断面積のクーパーミニマムを利用して調べた。フェルミレベル近傍はMoとFeのt$$_{2g}$$が強く混ざった状態であり、Feは純粋な+3価のイオンでは無いことがわかった。Feの2p$$_{3/2}$$のX線吸収スペクトルはFe$$^{2+}$$とFe$$^{3+}$$混合原子価であることを示し、Sr$$_{2}$$FeMoO$$_{6}$$の方がBa$$_{2}$$FeMoO$$_{6}$$よりもFe$$^{2+}$$成分が多く、二重交換相互作用が有効に働いていることを示唆する。価電子帯の光電子スペクトルは局所スピン密度近似+Uの計算結果とよく一致する。

論文

Simulation study on the catalytic decomposition of hydrogen iodide in a membrane reactor with a silica membrane for the thermochemical water-splitting IS process

Hwang, G.; 小貫 薫

Journal of Membrane Science, 194(2), p.207 - 215, 2001/12

 被引用回数:54 パーセンタイル:12.28(Engineering, Chemical)

熱化学法ISプロセスの水素発生工程の高効率化を目的として、膜反応器によるヨウ化水素接触分解反応に関する理論的検討を行った。解析にあたり、H$$_{2}$$及びHIの透過係数は、試作したシリカ膜における実測値を用いた。実測困難なI$$_{2}$$の透過係数については、H$$_{2}$$/I$$_{2}$$選択性が分解率に及ぼす影響を調べて評価した。検討の結果、90%以上のヨウ化水素分解率の得られる条件が存在することを明らかにした。さらに、反応部体積と膜面積との比,無次元長さなどの反応器パラメータと分解率との関係を明らかにし、その結果をもとに膜反応器の設計指針を論じた。

論文

Electrodialysis of hydriodic acid in the presence of iodine

小貫 薫; Hwang, G.; 清水 三郎

Journal of Membrane Science, 175(1), p.171 - 179, 2000/07

市販イオン交換膜CMH及びAPSを用い、HI重量モル濃度8~12mol/kgの範囲で、ヨウ素を溶解したヨウ化水素酸の電気透析挙動を調べた結果、高濃度溶液にもかかわらず高い対イオン輸率及び低い水透過性が認められ濃縮可能であることが示された。本系では、陰イオン交換膜APSにおいて、水透過の著しい抑制、及び、ヨウ化物イオンの移動と逆方向への中性ヨウ素分子の輸送という2つの特異な現象が生起した。ヨウ化水素酸の濃度勾配の下での拡散透析においても、ヨウ化水素分子の透過と逆方向へのヨウ素の輸送という類似の現象が観察された。なお、これらのヨウ素の輸送はヨウ素濃度の勾配に逆らって進行した。以上の結果に関して、膜へのヨウ素の吸着の観点から考察した。

論文

Separation of hydrogen from H$$_{2}$$-H$$_{2}$$O-HI gaseous mixture using a silica membrane

Hwang, G.; 小貫 薫; 清水 三郎

AIChE Journal, 46(1), p.92 - 98, 2000/01

 被引用回数:38 パーセンタイル:19.99(Engineering, Chemical)

熱化学法ISプロセスのヨウ化水素分離反応への適用を目的として、CVD法によりシリカ膜を作製し、H$$_{2}$$-H$$_{2}$$O-HI混合ガスからの水素分離特性を評価した。平均孔径10mmの細孔を有する多孔質アルミナ管に、TEOSを原料とするCVD法によりシリカ被覆処理を施して、有効膜長20mm(S膜)及び100mm(L膜)の分離膜を試作した。試作に際して、シリカ蒸着量の制御により細孔閉塞度を制御して、低いHI透過速度及び高いH$$_{2}$$透過速度を発現させることを試みた。He/N$$_{2}$$選択性を指標としてシリカ蒸着量を制御した結果、600$$^{circ}C$$においてH$$_{2}$$/N$$_{2}$$選択性が53,9.2,4.1,135,6.6を示す膜(S1,S2,S3,L1,L2)を得た。300~600$$^{circ}C$$におけるH$$_{2}$$-H$$_{2}$$O-HI混合ガス分離実験の結果、水素透過速度に対する共存ガスの影響は小さくないこと、また、H$$_{2}$$/H$$_{2}$$O及びH$$_{2}$$/HI分離係数がそれぞれ3及び150以上であることを明らかにした。特に、S3膜は、10$$^{-7}$$mol/Pa・m$$^{2}$$・sオーダーの水素透過速度を有し、かつ、450$$^{circ}C$$において高いH$$_{2}$$/HI分離係数(650)を示した。

論文

Hydrogen separation in H$$_{2}$$-H$$_{2}$$O-HI gaseous mixture using the silica membrance prepared by chemical vapor deposition

Hwang, G.*; 小貫 薫; 清水 三郎; 大矢 晴彦*

J. Membr. Sci., 162(1-2), p.83 - 90, 1999/00

 被引用回数:62 パーセンタイル:9.3(Engineering, Chemical)

熱化学ISプロセスにおけるHI分解への適用のため、セラミックスを基膜とする水素分離膜を作製した。膜は、100nm(M1)と10nm(M2)の細孔径を有するアルミナ多孔質チューブを基膜として用い、TEOSを反応原料とする化学蒸着法により作製した。He,N$$_{2}$$,H$$_{2}$$の純ガス透過実験は、300~600$$^{circ}$$Cの範囲で行った。HeとN$$_{2}$$ガスは、細孔が析出するシリカによって閉塞されたため、活性化拡散機構により流れた。作製した膜の600$$^{circ}$$Cにおける水素ガス透過速度は、約6$$times$$10$$^{-9}$$mol/Pa・m$$^{2}$$・sであった。H$$_{2}$$/N$$_{2}$$の選択性はM1とM2膜でそれぞれ5.2と160を示した。H$$_{2}$$-H$$_{2}$$O-HI混合ガス分離実験を300~600$$^{circ}$$C範囲で行った。水素の透過速度は水素単独に用いた場合とほぼ同等であり、HI透過速度は1$$times$$10$$^{-11}$$mol/Pa・m$$^{2}$$・s以下であった。450$$^{circ}$$CにおけるH$$_{2}$$-H$$_{2}$$O-HI(モル比0.23:0.65:0.12)混合ガスでの膜の水素透過速度は、一日後でも変化しなかった。

論文

ヨウ素を溶解したヨウ化水素酸の高温電気透析

小貫 薫; Hwang, G.; 清水 三郎

膜シンポジウム'99報文集, (11), p.37 - 40, 1999/00

ヨウ素を溶解したヨウ化水素酸(HI重量モル濃度10mol/kg)の高温電気透析による濃縮に関して予備的検討を行った。供試イオン交換膜は市販のCMH及びAPSであり、95$$^{circ}C$$試験液への117時間浸漬試験により当該環境における化学的安定性を調べた結果、いずれの膜のイオン交換容量にも変化は認められなかった。電気透析試験では、通常の陽及び陰イオン交換膜を用いる方式に加えて、本系の電極反応がI$$^{-}$$/I$$_{2}$$の酸化還元反応であることを利用した陽イオン交換膜のみを用いる方式を取り上げて、60~70$$^{circ}C$$での濃縮挙動を調べた結果、本系では後者の方式が有効であることが示唆された。セル抵抗については、膜抵抗の温度依存性を反映して高温ほど大きく減少すること、また、カーボンクロスが高温域でのセル抵抗支配因子である電極反応抵抗の低減に有効であることを明らかにした。

報告書

ISプロセス高効率化のための水素分離膜に関する研究; 多孔質$$alpha$$-アルミナチューブを基膜とした製膜方法

Hwang, G.*; 小貫 薫; 清水 三郎

JAERI-Research 98-002, 8 Pages, 1998/01

JAERI-Research-98-002.pdf:0.53MB

ISプロセスの水素発生工程におけるヨウ化水素分解の高効率化のため、水素分離膜の製作技術の研究を行った。細孔径100nmと10nmの$$alpha$$ーアルミナチューブを基膜として用い、TEOSを原料とする化学蒸着法(CVD)によりシリカを析出させる方法で水素分離膜を製膜した。製作した水素分離膜では、シリカにより細孔が緻密に閉塞され、ガスは活性化拡散機構により透過した。600$$^{circ}$$Cにおける窒素に対する水素の選択性は、細孔径が100nmの基膜の場合5.2,細孔径が10nmの基膜の場合160を示した。

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