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論文

High reactivity of H$$_{2}$$O vapor on GaN surfaces

角谷 正友*; 隅田 真人*; 津田 泰孝; 坂本 徹哉; Sang, L.*; 原田 善之*; 吉越 章隆

Science and Technology of Advanced Materials, 23(1), p.189 - 198, 2022/00

https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2052180
 被引用回数：4 パーセンタイル：48.81(Materials Science, Multidisciplinary)

GaNは、パワーエレクトロニクスデバイスとして注目される材料である。GaNの表面酸化の理解は、金属-酸化膜-半導体(MOS)デバイスを改善するために重要である。本研究では、GaNの結晶面(+c,-c,m-面)毎の酸化特性を、リアルタイムXPSとDFT-MDシミュレーションによって調べた。その結果、H$$_{2}$$OとGaN表面との間のスピン相互作用によりH$$_{2}$$O蒸気が最も高い反応性を示すことがわかった。m面では、化学吸着が支配的であった。本研究は、Al$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$N原子層成膜時に意図しない酸化を防ぐために、H$$_{2}$$OおよびO$$_{2}$$以外の酸化剤ガスを使用する必要があることを示唆している。

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：60 パーセンタイル：98.59(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

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：100 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

Spectroscopy of $$^{153}$$Gd and $$^{157}$$Gd using the ($$p,d gamma$$) reaction

Ross, T. J.*; Hughes, R. O.*; Allmond, J. M.*; Beausang, C. W.*; Angell, C.; Basunia, M. S.*; Bleuel, D. L.*; Hurke, J. T.*; Casperson, R. J.*; Escher, J. E.*; et al.

Physical Review C, 90(4), p.044323_1 - 044323_12, 2014/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.90.044323
 被引用回数：7 パーセンタイル：46.97(Physics, Nuclear)

Low-spin single quasi neutron levels in $$^{153}$$Gd and $$^{157}$$Gd have been studied following the $$^{154}$$Gd ($$p,d gamma$$) $$^{153}$$Gd and $$^{158}$$Gd ($$p,d gamma$$) $$^{157}$$Gd reactions. A combined Si telescope and high-purity germanium array was utilized, allowing $$d$$-$$gamma$$ and $$d$$-$$gamma$$-$$gamma$$ coincidence measurements. Almost all of the established low-excitation-energy, low-spin structures were confirmed in both $$^{153}$$Gd and $$^{157}$$Gd. Several new levels and numerous new $$gamma$$ rays are observed in both nuclei, particularly for $$Ex$$ $$geq$$ 1 MeV. Residual effects of a neutron sub shell closure at $$N$$ = 64 are observed in the form of a large excitation energy gap in the single quasi neutron level schemes.

論文

Neutron spectroscopic factors of $$^{55}$$Ni hole-states from (p,d) transfer reactions

Sanetullaev, 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

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.07.003
 被引用回数：15 パーセンタイル：69.65(Astronomy & Astrophysics)

$$^{55}$$Niの1/2$$^+$$状態は二重閉殻核$$^{56}$$Niの中性子s$$_{1/2}$$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、$$^{55}$$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、$$p$$($$^{56}$$Ni, $$^{55}$$Ni)$$d$$反応によって調べた。実験の解析の結果、s$$_{1/2}$$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$$pm$$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。

論文

Remnants of spherical shell structures in deformed nuclei; The Impact of an $$N$$ = 64 neutron subshell closure on the structure of $$N$$ $${approx}$$ 90 gadolinium nuclei

Ross, T. J.*; Hughes, R. O.*; Beausang, C. W.*; Allmond, J. M.*; Angell, C.; Basunia, M. S.*; Bleuel, D. L.*; Burke, J. T.*; Casperson, R. J.*; Escher, J. E.*; et al.

Physical Review C, 88(3), p.031301_1 - 031301_4, 2013/09

AA2013-0388.pdf:0.32MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.88.031301
 被引用回数：7 パーセンタイル：47.92(Physics, Nuclear)

Odd-mass gadolinium isotopes around $$N$$ = 90 were populated by the ($$p,d$$) reaction, utilizing 25-MeV protons, resulting in population of low-spin quasi-neutron states at energies near and below the Fermi surface. Systematics of the single quasi-neutron levels populated are presented. A large excitation energy gap is observed between levels originating from the $$2d_{3/2}$$, $$1h_{11/2}$$ and $$3s_{1/2}$$ spherical parents (above the $$N$$ = 64 gap), and the $$2d_{5/2}$$ (below the gap) indicating that the spherical shell model level spacing is maintained at least to moderate deformations.

論文

Spectroscopy of $$^{88}$$Y by the ($$p,dgamma$$) reaction

Ross, T. J.*; Beausang, C. W.*; Hughes, R. O.*; Scielzo, N. D.*; Burke, J. T.*; Allmond, J. M.*; Angell, C.; Basunia, M. S.*; Bleuel, D. L.*; Casperson, R. J.*; et al.

Physical Review C, 86(6), p.067301_1 - 067301_5, 2012/12

AA2012-0565.pdf:0.38MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.86.067301
 被引用回数：3 パーセンタイル：22.68(Physics, Nuclear)

Low-spin, high-excitation energy states in $$^{88}$$Y have been studied using the $$^{89}$$Y($$p,dgamma$$) reaction. For this experiment a 25 MeV proton beam was incident upon a mono-isotopic $$^{89}$$Y target. A silicon telescope array was used to detect deuterons and coincident $$gamma$$ rays were detected using a germanium clover array. Most of the known low-excitation energy low-spin states populated strongly via the ($$p,d$$) reaction mechanism are confirmed. Two states are seen for the first time and seven new transitions, including one which by-passes the two low-lying isomeric states, are observed.

論文

Measurement of the entry-spin distribution imparted to the high excitation continuum region of gadolinium nuclei via ($$p$$,$$d$$) and ($$p$$,$$t$$) reactions

Ross, T. J.*; Beausang, C. W.*; Hughes, R. O.*; Allmond, J. M.*; Angell, C.; Basunia, M. S.*; Bleuel, D. L.*; Burke, J. T.*; Casperson, R. J.*; Escher, J. E.*; et al.

Physical Review C, 85(5), p.051304_1 - 051304_5, 2012/05

AA2012-0155.pdf:0.62MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.85.051304
 被引用回数：11 パーセンタイル：53.56(Physics, Nuclear)

代理反応法は、20%の精度でアクチニド核の中性子捕獲断面積を評価することができるが、希土類核に対しては、直接測定した中性子捕獲断面積と2$$sim$$3倍の不一致がある。これは、スピン/パリティの生成分布の違いによるものであると考えられる。このことを確かめるために、代理反応におけるガドリニウム核の角運動量移行の測定を行った。

論文

History effects and phase diagram near the lower critical point in YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7}$$ single crystals

Zhukov, A. A.*; de Groot, P. A. J.*; Kokkaliaris, S.*; Di Nicolo, E.*; Jansen, A. G. M.*; Mossang, E.*; Martinez, G.*; Wyder, P.*; Wolf, T.*; K$"u$pfer, H.*; et al.

Physical Review Letters, 87(1), p.017006_1 - 017006_4, 2001/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.017006
 被引用回数：13 パーセンタイル：60.18(Physics, Multidisciplinary)

Wolfら(独国)の作製したas-grownツインフリー単結晶と、朝岡ら(原研)の作製した酸素量を調整したツインフリー単結晶を用いて、高感度トルク磁気測定法により28Tまでの高磁場特性の評価を行った。この結果、超伝導発現機構を知るうえで重要な磁気相図をこれまでになく詳細に理解することができた。特に、高品質な単結晶を用いることにより新たに下部臨界磁場での履歴効果,明確なブラッグ-グラス転移の全体像などを把握することが困難になった。

論文

Coupled thermo-hydro-mechanical analysis of a heater test in fractured rock and bentonite at Kamaishi mine-comparison of field results to predictions of four finite element codes

杉田 裕; Rutqvist, J.*; B$"o$rgesson, L.*; 千々松 正和*; Nguyen, T. S.*; Jing, L.*; Noorisha, J.*; Tsang, C.-F.*

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 38(1), p.129 - 142, 2001/00

本論文は、International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciencesに投稿する予定の論文である。内容は、国際共同研究DECOVALEX IIにおいてTask2Cとして実施した検討結果である。ここでは、JNC,AECB,LBNL(SKI),Clay Tech(SKB)の4機関による釜石原位置試験場における粘土充填・熱負荷試験の解析結果および実験値との比較が行われている。解析にはJNCはTHAMESを、AECBはFRACONを、LBNLはROCMASを、ClayはABAQUSを用いている。解析の結果、温度、水理においてはどの機関とも実測値と良い一致を示している。一方、力学に関しては、各機関において結果が異なっており、実測値とも差が大きい。

論文

Thermohydromechanics of partially saturated geological media; Governing equations and formulation of four finite element codes

杉田 裕; Rutqvist, J.*; Noorisha, J.*; Tsang, C.-F.*; B$"o$rgesson, L.*; Nguyen, T. S.*

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 38(1), p.105 - 127, 2001/00

本論文は、International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciencesに投稿する予定の論文である。内容は、国際共同研究DECOVALEX IIにおいてTask2Cとして実施した検討結果である。ここでは、釜石原位置試験場における粘土充填・熱負荷試験の解析に参加したJNC,AECB,LBNL(SKI),Clay Tech(SKB)の4機関の解析コードの概要説明および比較が行われている。解析にはJNCはTHAMESを、AECBはFRACONを、LBNLはROCMASを、ClayはABAQUSを用いている。

論文

Transformations of the peak-effect near the multicritical point in YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$Oy single crystals

Zhukov, A. A.*; Kokkaliaris, S.*; de Groot, P. A. J.*; Jansen, A. G. M.*; Mossang, E.*; 朝岡 秀人; Wolf, T.*; Gagnon, R.*; Taillefer, L.*

Physica C, 341-348(Part2), p.1027 - 1030, 2000/11

Wolfら(独国)の作製したas-grownの結晶と朝岡ら(原研)の作製した双晶を除却した単結晶を用いて、23Tの高磁場までの磁気特性を磁気トルク法により観測を行った。この結果、超伝導発現機構を知るうえで重要な詳細な磁気相図を得ることができた。高品質な単結晶を用いることにより各温度にわたり、これまでに報告のない新たなフィッシュテールを含むシャープなピークが観測されている。

口頭

酸化ガス照射下でのXPSによるGaN表面化学状態の動的その場観察

角谷 正友*; 津田 泰孝; 坂本 徹哉*; 隅田 真人*; Sang, L.*; 原田 善之*; 吉越 章隆

no journal, , 

現在のGaN MOSパワーデバイスは+c GaN面上に積層したnpn構造にトレンチやファセットを形成してm面などをチャネルとして動作する。極性構造を持つGaN表面は面方位によって酸素取込が異なるために、酸化物絶縁層を形成する際にできる界面準位も表面方位に依存すると考えられる。界面準位形成メカニズムの解明に向けてGaN表面と酸化ガスとの面方位依存性を検討することは重要となる。我々はGaN結晶表面にさまざまな酸化ガスを照射しながら、その場光電子分光法(XPS)でO 1sスペクトルをリアルタイムに観察し、極性を考慮したGaN表面モデルから化学状態の考察を行った。

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