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論文

Charge-collection efficiency of single-crystal CVD diamond detector for low-energy charged particles with energies ranging from 100 keV to 2 MeV

佐藤 優樹; 村上 浩之*; 嶋岡 毅紘*; 坪田 雅功*; 金子 純一*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 834, p.218 - 222, 2016/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.38(Instruments & Instrumentation)

The performance of a diamond detector created from a single-crystal diamond grown by chemical vapor deposition was studied for application in detecting charged particles having energies ranging from 100 keV to 2 MeV. Energy peaks of these low-energy ions were clearly observed. However, we observed that the pulse height for individual incident ions decreases with increasing atomic number of the ions. We estimated the charge collection efficiency of the generated charge carriers by the incident charged particles. While charge collection efficiency above 95% is achieved for helium (He$$^+$$) at energies above 1.5 MeV, over the same incident energy range, the efficiencies are lower for heavy-ions: $$sim$$70% for silicon (Si$$^+$$) and $$sim$$30% for gold (Au$$^{3+}$$). We also found that the charge collection efficiency decreases as the generated charge density inside the diamond crystal increases.

論文

Charge-collection efficiency and long-term stability of single-crystal CVD diamond detector under different carrier-drift conditions

佐藤 優樹; 村上 浩之*; 嶋岡 毅紘*; 坪田 雅功*; 金子 純一*

Japanese Journal of Applied Physics, 55(4), p.046401_1 - 046401_5, 2016/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:20.15(Physics, Applied)

化学気相成長法(CVD)により育成した人工単結晶ダイヤモンドを用いて放射線検出器を製作し、検出器のエネルギー分解能、生成電荷キャリアの収集効率、及び長時間安定性の調査を行った。検出器固有のエネルギー分解能は半値幅で約0.4%であり、$$^{241}$$Amから放出される4つのエネルギー(5.389, 5.443, 5.486及び5.545MeV)の$$alpha$$粒子の観測ができた。電荷キャリアの収集効率は電子、正孔ともに98%を達成し、さらに、主として電子を検出器内でドリフトさせた場合、100時間以上の$$alpha$$粒子照射でもエネルギースペクトルや分解能の劣化は見られなかった。一方で、主として正孔を検出器内でドリフトさせた場合、照射時間と共にエネルギースペクトルが劣化するポーラリゼイション現象が観測された。

論文

Magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice revealed by resonant soft X-ray scattering

久保田 正人; 山田 浩之*; 中尾 裕則*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 澤 彰仁*; 村上 洋一*

Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FH07_1 - 05FH07_5, 2014/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:8.89(Physics, Applied)

We have investigated the magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice fabricated on a lattice-matched La$$_{0.3}$$Sr$$_{0.7}$$Al$$_{0.65}$$Ta$$_{0.35}$$O$$_{3}$$ substrate by resonant soft X-ray scattering. The temperature- and $mbox{boldmath $Q$}$-dependences of the energy spectra were measured around the Mn $$L_{2,3}$$-absorption edges. We successfully observed not only a signal that reflects the valence modulation of Mn ion, but also a magnetic signal reflecting ferromagnetism. Compared with the calculated models, we concluded that the ferromagnetism mainly originates from the magnetic moments at the Mn sites sandwiched by LaO layers.

論文

Resonant magnetic X-ray diffraction study on the successive metamagnetic transitions of TbB$$_4$$ up to 30T

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 奥山 大輔*; 村上 洋一*

Journal of Physics; Conference Series, 211, p.012010_1 - 012010_6, 2010/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.92

Quite recently, successive metamagnetic transitions between 16T and 28T were reported on the rare-earth tetraboride TbB$$_4$$. Considerable attentions have been attracted on this peculiar behavior. Recently, X-ray diffraction experiments under pulsed high magnetic field have been developed at several places. In order to examine the magnetic structures at high magnetic fields, we applied this technique to TbB$$_4$$. Small magnetic X-ray scattering cross section was overcome by utilizing resonance enhancement. The obtained field, polarization, and scattering angle dependence of magnetic reflections indicates that magnetic moments perpendicular to the magnetic field exist in the high-field plateau phases. This result is inconsistent with normal fractional magnetization plateau phases that posses only magnetic moments parallel or antiparallel to the field. In order to resolve this discrepancy, we propose magnetic structures that consist of Ising spins and XY spins.

論文

Resonant magnetic X-ray diffraction study on successive metamagnetic transitions in TbB$$_4$$

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 奥山 大輔*; 村上 洋一*

Journal of the Physical Society of Japan, 78(3), p.033707_1 - 033707_4, 2009/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:65.84(Physics, Multidisciplinary)

Resonant magnetic X-ray diffraction experiments on the Shastry-Sutherland lattice TbB$$_4$$ were carried out under pulsed magnetic fields up to 30 T at 8 K. TbB$$_4$$ exhibits a multi-step magnetization process above 16 T below about 20 K when magnetic fields are applied along the $$c$$-axis. We examined the intensity of the 010 magnetic reflection as a function of magnetic field and found that the magnetization plateau phases are accompanied by large XY components of magnetic moments. We propose novel magnetic structures which consist of XY spins and Ising spins for the plateau phases. We also propose that energy level-crossing and its inherent degeneracy give rise to the successive met magnetic transitions in TbB$$_4$$.

論文

High-magnetic-field X-ray absorption spectroscopy of field-induced valence transition in EuNi$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$

松田 康弘*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村田 悠人*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*; 宮崎 寛*; 原田 勲*

Journal of the Physical Society of Japan, 77(5), p.054713_1 - 054713_7, 2008/05

 被引用回数:25 パーセンタイル:74.48(Physics, Multidisciplinary)

EuNi$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$の磁場誘起価数転移を低温でX線吸収実験から研究した。Euの価数の磁場依存性を初めて直接的に観測したものである。40T以上の磁場において価数の低下を観測した。Euの価数はゼロ磁場の2.75から40Tで2.33になった。この結果を理論モデルで解析した。量子力学的混成に重要な、混成パラメータVとエネルギー差$$Delta$$$$E$$を求めた。

論文

High-magnetic-field X-ray absorption spectroscopy of field-induced valence transition in YbInCu$$_4$$

松田 康弘*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村田 悠人*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 太田 寛人*; Zhang, W.*; 吉村 一良*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(3), p.034702_1 - 034702_6, 2007/03

 被引用回数:54 パーセンタイル:86.3(Physics, Multidisciplinary)

YbInCu$$_4$$の磁場誘起価数転移を41Tまでの磁場下におけるYbの$$L_{rm III}$$吸収端のX線吸収分光法で研究した。磁場誘起価数転移は吸収スペクトルの大きな変化として明確に観測された。Ybの価数の低温での磁場依存性が初めて直接決定された。メタ磁性転移の上の価数はYb$$^{2.96+}$$と高温相の値にまで回復することがわかった。価数の変化も磁場-温度平面上で$$0<B<41$$T, $$5<T<50$$Kの範囲で求められた。

論文

High field X-ray diffraction study on a magnetic-field-induced valence transition in YbInCu$$_4$$

松田 康弘*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村田 悠人*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 太田 寛人*; Zhang, W.*; 吉村 一良*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(2), p.024710_1 - 024710_5, 2006/02

 被引用回数:39 パーセンタイル:81.42(Physics, Multidisciplinary)

放射光X線とパルスマグネットを用いた30Tを超える高磁場下X線回折について報告する。YbInCu$$_4$$の磁場誘起価数転移に伴う格子変形について研究した。32KでのBragg反射の形は27T以上で構造変化のため大きく変わる。転移磁場近傍では、低磁場相と高磁場相が格子定数の不連続を伴って入れ替わる。これはこの磁場誘起相転移が一次相転移の証拠である。低磁場相のBragg反射の強度の磁場依存性はおおよそ磁化に比例する。

論文

Quest for the high-filed phase of CdCr$$_2$$O$$_4$$ using an X-ray diffraction technique

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 坪田 雅己; 村田 悠人*; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 植田 浩明*; 村上 洋一*

Journal of Physics; Conference Series, 51, p.502 - 505, 2006/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:97.58

幾何学的フラストレーションのある立方晶スピネルCdCr$$_2$$O$$_4$$の31Tまでのパルス強磁場下単結晶X線回折実験を行った。この化合物は8Kで反強磁性秩序を示すと同時に正方晶への構造変化を起こし、これにより部分的にフラストレーションを解消する。28T以上で飽和磁化の半分の磁化を示す磁化プラトー相が実現し、ここでは、磁気構造に対応して結晶構造が菱面体晶か立方晶になると予想されている。この28Tでの構造変化を観測するためにSPring-8のBL22XUでX線回折実験を実行した。広大な逆空間で何処に現れるかわからない鋭いBraggピークを探すのは簡単な仕事ではない。われわれはこの目的に2次元検出器が有用であることを見いだした。X線シャッターとチョッパーで生成した短いX線パルスと磁場を同期させることにより、高磁場相の逆空間のみを観測した。これによりCdCr$$_2$$O$$_4$$の28Tでの磁場誘起構造変化を観測することに成功した。

論文

Application of miniature pulsed magnets to synchrotron X-ray spectroscopy and neutron diffraction

松田 康弘*; 村田 悠人*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 野尻 浩之*; 大山 研司*; 加藤 直樹*; 村上 洋一*; 伊賀 文俊*; 高畠 敏郎*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 51, p.490 - 493, 2006/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:92.41

Synchrotron X-ray and neutron experiments in high magnetic fields have been performed using miniature pulsed magnets. In EuNi$$_2$$(Si$$_{0.18}$$Ge$$_{0.82}$$)$$_2$$, the drastic change of the $$L$$$$_{3}$$-edge absorption spectrum is found at the valence state transition. While, no changes of the spectra are found at the insulator-metal transitions in Kondo insulators YbB$$_{12}$$ and Ce$$_3$$Bi$$_4$$Pt$$_3$$. As a test experiment the high field neutron diffraction experiment of MnF$$_2$$ has been carried out at JRR-3M reactor.

論文

X-ray diffraction experiments under pulsed magnetic fields above 30T

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; 上田 勇治*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 有馬 孝尚*; 太田 寛人*; Zhang, W.*; 吉村 一良*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 238(1-4), p.233 - 236, 2005/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.93(Instruments & Instrumentation)

通常強磁場下でのX線回折実験は超伝導マグネットを用いて行われ、このため、最大磁場は15Tとなっている。この限界を超えるため、われわれは、パルス磁場を組み込んだX線回折システムを構築した。8T近傍で起こるPr$$_{0.6}$$Ca$$_{0.4}$$MnO$$_3$$の構造相転移と26T近傍で起こるYbInCu$$_4$$の価数転移をデモンストレーションとして示す。

報告書

高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究フェーズII中間報告; 原子炉プラントシステム技術検討書

此村 守; 小川 隆; 岡野 靖; 山口 浩之; 村上 勤; 高木 直行; 西口 洋平; 杉野 和輝; 永沼 正行; 菱田 正彦; et al.

JNC TN9400 2004-035, 2071 Pages, 2004/06

JNC-TN9400-2004-035.pdf:76.42MB

ナトリウム冷却炉、鉛ビスマス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉及び水冷却炉について、革新技術を導入し炉型の特徴を活かした炉システム概念を構築し、その概念の成立の見通しを得るための検討を行うとともに、設計要求への適合性を評価した。その結果、2015年頃に高速増殖炉技術を実用化するためには、現状の知見で課題とされた項目で画期的な技術革新がないかぎり、ナトリウムを冷却材して選択することが合理的であることが明らかとなった。

論文

Application of a portable pulsed magnet to synchrotron radiation experiments

松田 康弘*; 上田 勇治*; 野尻 浩之*; 高橋 俊晴*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村上 洋一; 有馬 孝尚*

Physica B; Condensed Matter, 346-347, p.519 - 523, 2004/04

 被引用回数:51 パーセンタイル:86.17(Physics, Condensed Matter)

高磁場下での放射光実験を行うために、非常に小型のキャパシターバンクと小型のパルスマグネットを開発した。長さ1msで20Tのパルス磁場を1kJのエネルギーで発生できた。ミリ波領域での電子スピン共鳴とX線回折実験を行うことができた。

論文

Giant monopole resonances in deformed nuclei

伊藤 正俊*; 坂口 治隆*; 石川 貴嗣*; 川畑 貴裕*; 村上 哲也*; 竹田 浩之*; 瀧 伴子*; 塚原 直彦*; 内田 誠*; 安田 裕介*; et al.

Nuclear Physics A, 687(1-2), p.52c - 57c, 2001/04

400MeV$$alpha$$粒子非弾性散乱を超前方で測定した。ターゲットは$$^{144}$$Sm,$$^{148}$$Sm,$$^{150}$$Sm,$$^{152}$$Sm,$$^{154}$$Smを用いた。巨大単極子共鳴を観測した。15MeVの励起エネルギーに現れるピークは2成分から構成されることがわかった。巨大単極子共鳴の巾については$$^{154}$$Smでは$$^{144}$$Smのものについて1.7倍程度大きくなっていることがわかった。

報告書

放射線位置検出器による放射性粒子の粒径測定,3

村上 浩之*; 金盛 正至; 中本 敦*; 関 昭雄

PNC TN841 81-57, 19 Pages, 1981/10

PNC-TN841-81-57.pdf:0.39MB

放射線位置検出器による放射性粒子粒径測定法は,当初の目標である5mm巾電極による粒径測定及び均一な抵抗性電極による測定が従来のオートラジオグラフィー法と比較して良い精度で測定可能であることがわかっている。本報告書は粒子径情報を,実際の粒子径に変換する情報処理の方式に関する調査検討である。検討の結果粒子径データを実粒子径に変換するにはミニコンクラスの計算機を使用することで可能であることがわかった。放射性粒子粒径測定法は,放射線位置検出器を用いて実施する場合コスト高となるのが欠点であるが,現在までの研究により,検出部として,1.半導体位置検出器を直接用いる方法,2.ZnS(Ag)シンチレータ,JiTチューブ及び半導体位置検出器を用いる方法があり,出力された粒子径に関する画像処理を行うことにより,粒子の分布状態及び粒子径を目視で迅速に確認できることがわかっている。

報告書

放射線位置検出器による放射性粒子粒径測定法の開発,2; 立教大学との共同研究報告書

中田 啓; 中本 敦*; 金盛 正至; 村上 浩之*; 佃 正昊*

PNC TN841 79-43, 94 Pages, 1979/06

PNC-TN841-79-43.pdf:2.66MB

5mm巾チェッカーボード方式半導体位置検出器を製作し、放射性粒子粒径測定用に半導体位置検出器が利用できるかどうかについて試験、検討した。試験結果は良好で、今後もう1段階位置分解能のよい検出器を試作することとした。

口頭

TbB$$_4$$のパルス磁場下共鳴X線回折実験

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 奥山 大輔*; 松村 武*; 村上 洋一*

no journal, , 

希土類四硼化物RB$$_4$$は希土類イオンがShastry-Sutherland格子と等価な格子を組み、磁気及び四極子のフラストレーションの観点から関心を集めている。このうちTbB$$_4$$では、c軸に磁場を印加すると、30Tまでに多段の相転移をすることが磁化測定において発見され、それぞれの相でどのような磁気構造をとっているのか興味が持たれている。そこで、TbB$$_4$$の高磁場相での磁気構造に関する知見を得るために、共鳴X線回折実験をパルス強磁場下で行った。実験はSPring-8の原子力機構専用ビームラインBL22XUで行った。磁場発生は小型のパルスマグネットを用いて行った。中性子回折実験で磁気反射が観測されている100反射で共鳴回折ピークを探し、ここで、30Tまでのパルス磁場をc軸方向に印加し、50回の積算で強度の磁場依存性の測定に成功した。

口頭

TbB$$_4$$の多段磁化過程に関する考察

稲見 俊哉; 大和田 謙二; Ouyang, Z. W.*; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 奥山 大輔*; 村上 洋一*

no journal, , 

正方晶希土類四硼化物RB$$_4$$は希土類イオンがShastry-Sutherland格子と等価な格子を組み、磁気及び四極子のフラストレーションの観点から関心を集めている。このうちTbB$$_4$$では、c軸に磁場を印加すると、約30Tで飽和するまでに磁化プラトーを伴う多段の相転移をすることが磁化測定において発見され、それぞれの相でどのような磁気構造をとっているのか、また、どういう機構によるものか、興味が持たれている。われわれは、前回、パルス磁場下共鳴X線回折実験の結果から、多段転移相が$$ab$$面内成分の秩序を伴うという、磁化プラトーでは異例の報告を行った。この結論を元に、強いXY型の基底状態とIsing型の励起状態というモデルを考える。このモデルは、面内異方性が無限大の場合、第1,第2,第3近接相互作用の広い範囲で、1/2プラトーを示す。さらに、フラストレーションの効果により、この磁化ステップが分裂するという計算結果を示す。

口頭

TbB$$_4$$の多段磁化過程に関する考察,2

稲見 俊哉; 大和田 謙二; Ouyang, Z. W.*; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 村上 洋一*

no journal, , 

Shastry-Sutherland格子を組むTbB$$_4$$は基底状態がXY型の反強磁性体であるにもかかわらず、c軸に磁場を印加した場合、その磁化過程は17T以上で多段の磁化プラトーを示す。以前、強磁場下共鳴X線磁気散乱の結果を元にこの磁下過程の原因を考察したが、新たに加わった実験結果を加味して、さらに考察を進める。

口頭

Resonant magnetic X-ray diffraction study under pulsed high magnetic field

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 奥山 大輔*; 村上 洋一*

no journal, , 

In the last five years, the active development of X-ray diffraction techniques under pulsed high magnetic field has enabled us to observe structural changes of crystals above 30 T. Since X-rays are also an experimental tool for detecting electronic degrees of freedom through resonant process, the development of resonant X-ray diffraction techniques under pulsed high magnetic field introduces a new microscopic probe to the high magnetic field science. After several improvements of the experimental techniques, we observed field dependence of the 100 and 500 magnetic reflections of the tetragonal rare-earth tetraboride TbB$$_4$$, which exhibits a number of magnetization plateaus between 16 T and 28 T. The obtained field, polarization, and scattering angle dependence indicates that magnetic moments perpendicular to the magnetic field exist in the high-field plateau phases. This result is inconsistent with normal fractional magnetization plateau phases that consist of up and down spins.

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