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論文

Electronic structure of ThRu$$_2$$Si$$_2$$ studied by angle-resolved photoelectron spectroscopy; Elucidating the contribution of U 5$$f$$ states in URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$

藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.

Physical Review B, 96(12), p.125117_1 - 125117_9, 2017/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.125117
 被引用回数：10 パーセンタイル：45.59(Materials Science, Multidisciplinary)

The Fermi surface and band structure of $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ have been studied by angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) with the incident photon energies of $$hnu$$ = 665-735 eV. Detailed band structure and the three-dimensional shape of the Fermi surface were derived experimentally, and they are quantitatively explained by the band-structure calculation based on the density functional approximation. Comparison of the experimental ARPES spectra of $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ with those of $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ shows that they have considerably different spectral profiles particularly in the energy range of $$E_mathrm{B} = E_mathrm{F}$$ - 1 eV. Some energy bands with their energy dispersions of about 1 eV observed in $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ are missing in the ARPES spectra of $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ measured along the same high symmetry line of Brillouin zone, suggesting that U 5$$f$$ states form these bands in $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$. The relationship between the ARPES spectra of $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ and $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ is very different from the case between $$mathrm{CeRu}_2mathrm{Si}_2$$ and $$mathrm{LaRu}_2mathrm{Si}_2$$ where their intrinsic difference is limited only in the very vicinity of the Fermi energy. The present result argues that the U 5$$f$$ electrons in $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ have strong hybridization with ligand states, and essentially have an itinerant character.

論文

Resonant angle-resolved photoelectron spectroscopy of substitutional solid solutions of CeRu$$_2$$Si$$_2$$

岡根 哲夫; 川崎 郁斗; 保井 晃; 大河内 拓雄*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳; 松本 裕司*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.A), p.SA060_1 - SA060_3, 2011/07

https://doi.org/10.1143/JPSJS.80SA.SA060
 被引用回数：1 パーセンタイル：11.3(Physics, Multidisciplinary)

Angle-resolved photoelectron spectroscopy was measured in the Ce 3$$d$$$$rightarrow$$4$$f$$ resonance energy region for the paramagnetic state of CeRu$$_2$$Si$$_2$$, Ce$$_{0.84}$$La$$_{0.16}$$Ru$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ to investigate a variation of band structures around the quantum critical point (QCP). While the results clearly demonstrate the difference of the band structures between CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$, the observed band structures of CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and Ce$$_{0.84}$$La$$_{0.16}$$Ru$$_2$$Si$$_2$$ resemble each other. The results indicate that the Ce $$4f$$ electrons in the paramagnetic state have an itinerant character in either side of the critical composition, and Ce$$_{1-x}$$La$$_{x}$$Ru$$_2$$Si$$_2$$ near QCP is similar to CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$)$$_2$$.

論文

Band structures of CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$)$$_2$$ studied by resonant soft X-ray ARPES

岡根 哲夫; 大河内 拓雄*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 保井 晃; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳; 松本 裕司*; 杉 基紀*; et al.

Physica Status Solidi (B), 247(3), p.397 - 399, 2010/03

Angle-resolved photoelectron spectroscopy measurements were made in the Ce $$3d$$$$rightarrow$$4$$f$$ resonance energy region for the paramagnetic state of CeRu$$_2$$Si$$_2$$, CeRu$$_2$$(Si$$_{0.82}$$Ge$$_{0.18}$$)$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ to investigate a variation of band structures around the quantum critical point. The results indicate that the Ce $$4f$$ electrons in the paramagnetic state have an itinerant character and participate in the formation of energy bands both in CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and CeRu$$_2$$(Si$$_{0.82}$$Ge$$_{0.18}$$)$$_2$$, and the change of the band structures in the paramagnetic states should be continuous around the quantum critical point of the CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$)$$_2$$ system.

論文

4$$f$$-derived Fermi surfaces of CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$)$$_2$$ near the quantum critical point; Resonant soft-X-ray ARPES study

岡根 哲夫; 大河内 拓雄*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 保井 晃; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳; 松本 裕司*; 杉 基紀*; et al.

Physical Review Letters, 102(21), p.216401_1 - 216401_4, 2009/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.216401
 被引用回数：28 パーセンタイル：77.03(Physics, Multidisciplinary)

Angle-resolved photoelectron spectroscopy in the Ce $$3d$$$$rightarrow$$4$$f$$ excitation region was measured for the paramagnetic state of CeRu$$_2$$Si$$_2$$, CeRu$$_2$$(Si$$_{0.82}$$Ge$$_{0.18}$$)$$_2$$, and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ to investigate the changes of the 4$$f$$ electron Fermi surfaces around the quantum critical point. While the difference of the Fermi surfaces between CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ was experimentally confirmed, a strong 4$$f$$-electron character was observed in the band structures and the Fermi surfaces of CeRu$$_2$$Si$$_2$$ and CeRu$$_2$$(Si$$_{0.82}$$Ge$$_{0.18}$$)$$_2$$, consequently indicating a delocalized nature of the 4$$f$$ electrons in both compounds. The absence of Fermi surface reconstruction across the critical composition suggests that SDW quantum criticality is more appropriate than local quantum criticality in CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$)$$_2$$.

報告書

コンクリートの長期変質挙動に関する調査研究(2)

藤原 靖*; 中西 正俊*; 万木 正弘*; 斎藤 裕司*

PNC TJ4449 90-003, 280 Pages, 1990/01

PNC-TJ4449-90-003.pdf:33.19MB

放射性廃棄物の処分において、廃棄物の固化体、緩衝材、グラウト材、シール材、プラグ等材等セメント混合物の適用の可能性が検討されている。放射性廃棄物の処分に関連する材料は全て長期の耐久性が重要であり、セメント混合物についても、その耐久性を考慮する上で、長期間にわたっての変質挙動を把握し予測する必要がある。本研究は昭和62年度より、コンクリートの長期変質挙動に関する調査研究として進めており、前年度まで、セメント混合物の変質挙動に関する文献調査、長期変質挙動予測に関する研究課題の検討ならびに第一回目の実構造物調査として、築造後67年経過した地下約40mで、地下水で飽和した岩盤中のトンネルより試料採取を行い、その変質状況等について分析検討を行った。本年度はこれまでの研究結果から、セメント混合物に与える影響が強いと予想される環境条件下にある構造物からコンクリート試料を採取し、変質に関する調査と分析を実施した。試料採取を行った構造物は、昭和4年に建設された神奈川県横浜市帷子川河口の護岸で61年経過している。得られた試料について、その変質に関する各種の分析を行うと同時に長期の変質挙動の予測手法に関連する文献調査を行い、以下のことが明らかとなった。(1)護岸コンクリートの変質程度について土との接触部のコンクリートは塩分の浸透や炭酸化によって変質が進んでいると判定された。これは接触土の間隙水に高濃度の塩素イオンと重炭酸イオンとが含まれているためであると考えられた。(2)変質挙動の予測手法に関連する文献についてコンクリートの長期の変質挙動に関して予測手法や実際の変質程度を検討した文献の調査を実施した。

報告書

コンクリートの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)

斎藤 裕司*; 宇治 公隆*; 田沢 雄二郎*

PNC TJ4449 89-004 VOL2, 127 Pages, 1989/03

PNC-TJ4449-89-004-VOL2.pdf:19.45MB

None

口頭

CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$の軟X線角度分解光電子分光

岡根 哲夫; 大河内 拓雄; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 保井 晃; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳; 松本 裕司*; 木村 憲彰*; et al.

no journal, , 

CeRu$$_2$$Si$$_2$$は代表的な重い電子系化合物であり、非磁性基底状態を持つ。この化合物のSiサイトをGeで置換した化合物やCeサイトをLaで置換した化合物では基底状態で反強磁性秩序が発現する。この時のフェルミ面形状変化を明らかにすることは、量子臨界点近傍での4f電子の性質を理解するうえで重要な課題となっている。本研究では、特に4f電子の寄与の強いバンドが作るフェルミ面形状の変化を明らかにすることを目的として、非磁性基底状態を持つCeRu$$_2$$Si$$_2$$と反強磁性基底状態を持つCeRu$$_2$$(Si$$_{0.82}$$Ge$$_{0.18}$$)$$_2$$に対してCe $$3drightarrow4f$$共鳴エネルギー領域での角度分解光電子分光実験を行った。また、LaRu$$_2$$Si$$_2$$についても測定を行った。実験の結果、共鳴ARPESによって$$4f$$電子の寄与の大きいフェルミ面を選択的に観測することに成功した。CeRu$$_2$$Si$$_2$$とLaRu$$_2$$Si$$_2$$ではフェルミ面形状が異なる一方で、量子臨界点を挟んだ二つのCe化合物の間ではバンド構造,フェルミ面とも類似しており、磁性基底状態を持つ組成においてもフェルミ面がLa的になっているとは言えないことを明らかにした。

口頭

CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$並びにCe$$_{1-x}$$La$$_x$$Ru$$_2$$Si$$_2$$の共鳴角度分解光電子分光

岡根 哲夫; 大河内 拓雄*; 保井 晃; 川崎 郁斗; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳; 松本 裕司*; et al.

no journal, , 

CeRu$$_2$$Si$$_2$$は常磁性基底状態を持つ代表的な重い電子系化合物であり、低温域ではCeの4f電子は遍歴であると考えられている。この化合物のSiサイトをGeで置換する、あるいはCeサイトをLaで置換すると基底状態で反強磁性秩序が発現するようになる。この磁性発現境界は量子臨界点と考えられており、そこではCe 4f電子の性質が遍歴的なものから局在的なものへと変化することが期待され、その場合にはバンド構造やフェルミ面に劇的な変化が生じ得る。そこで本研究では、臨界組成をまたいだ組成を持つCeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$2化合物とCe$$_{1-x}$$La$$_x$$Ru$$_2$$Si$$_2$$化合物に対してCe 3d$$rightarrow$$4f共鳴エネルギー領域での角度分解光電子分光実験を行って、フェルミ面変化の有無を調べた。実験の結果、得られるフェルミ面イメージが共鳴と非共鳴のエネルギーでは劇的に異なることを観測した。組成の異なる化合物に対するデータの比較から、常磁性状態間では臨界組成をまたいでも顕著なフェルミ面変化は観測されず、4f電子が遍歴的と考えられる状態がつながっていることを示唆する結果が得られた。

口頭

共鳴角度分解光電子分光によるCeRu$$_2$$Si$$_2$$希釈系化合物のフェルミ面の研究

岡根 哲夫; 大河内 拓雄*; 保井 晃; 川崎 郁斗; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳; 松本 裕司*; et al.

no journal, , 

本研究では、臨界組成をまたいだフェルミ面の変化を検証することを目的として、CeRu$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)2化合物に対してCe 3d-4f共鳴エネルギー領域での角度分解光電子分光実験を行った。実験の結果、CeRu$$_2$$Si$$_2$$とLaRu$$_2$$Si$$_2$$の間のフェルミ面形状の違いを明瞭に観測した一方で、(Si,Ge)置換系では臨界組成を越えてもフェルミ面形状に劇的な変化は現れないことを明らかにした。さらに最近、(Ce,La)置換系についても同様に臨界組成をまたいだ形での比較を行うために角度分解光電子分光実験をCe$$_0.84$$La$$_0.16$$Ru$$_2$$Si$$_2$$化合物に対して行い、(Si,Ge)置換系と同様に臨界組成を越えてもフェルミ面形状に劇的な変化は現れないことを明らかにした。

口頭

角度分解光電子分光によるThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の電子状態

藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.

no journal, , 

角度分解光電子分光によりThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$のバンド構造およびフェルミ面の導出を行った結果について報告する。バンド計算の結果との比較を行い、その電子状態について議論する。さらにURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$に対する実験結果との比較を行って、URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$のバンド構造とフェルミ面におけるU 5f電子状態の寄与についても議論する。

口頭

Electronic structure of ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$ studied by ARPES

藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.

no journal, , 

ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$2の電子状態について角度分解光電子分光法を用いて研究を行った。ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$は隠れた秩序転移を示すURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$と同じ結晶構造を持つが、5f電子を持たないことからURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$におけるU 5f電子状態を理解するための参照系である。ARPESによる測定の結果、ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の電子構造は特にEF付近においてURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$と大きく異なっていることが明らかとなった。これは、URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$において、5f電子がフェルミ準位に寄与し、遍歴的な性質を持っていることを示している。

口頭

Development for high-performance irradiation tests and PIE techniques with research/testing reactors

土谷 邦彦; 武内 伴照; 大塚 紀彰; 柴田 裕司; 中野 寛子; 石田 卓也; 上原 聡明; 山本 圭一; 斎藤 隆; 中村 仁一; et al.

no journal, , 

JMTRは供用開始から幅広い分野で活用され、様々な照射技術を蓄積してきた。最近、精度の向上や温度、中性子束制御、環境などの照射環境の制御が要求されている。特に、再稼働後、軽水炉の安全対策高度化、原子力基盤研究、産業利用の分野で期待されている。これらの照射試験にあたり、放射線モニター(SPNDやSPGD)、各種センサー、作動トランスなどの炉内計測機器の開発が行われている。また、放射化法によるMo-99製造技術開発も進められている。一方、新たにFIB, TEMなどの照射後試験装置がJMTRホットラボに整備された。本シンポジウムでは、新たな照射試験及び照射後試験技術に関する開発の現状について紹介する。

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