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岩瀬 彰宏*; 福田 健吾*; 斎藤 勇一*; 岡本 芳浩; 千星 聡*; 雨倉 宏*; 松井 利之*
Journal of Applied Physics, 132(16), p.163902_1 - 163902_10, 2022/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)アモルファスSiO
試料に380keVのFeイオンを室温で注入した。注入後、一部の試料に16MeVのAuイオンを照射した。SQUID磁束計を用いて磁気特性を調べ、透過型電子顕微鏡とX線吸収分光法(EXAFSとXANES)を用いてFe注入SiO試料のモルフォロジーを調べたところ、Feナノ粒子のサイズが大きくなっていることがわかった。Feナノ粒子の大きさは、Feの注入量の増加とともに大きくなった。Feナノ粒子の一部はFe酸化物からなり、Fe注入量の増加に伴い、Fe原子の価数や構造が金属
-Feに近くなった。Feを注入したSiO試料では、室温での磁性が観測された。少量のFeを注入した試料の磁化-磁場曲線はLangevinの式で再現され、Feナノ粒子が超常磁性的な振る舞いをすることが示唆された。また、Feを多量に注入した場合、磁化-磁場曲線は強磁性状態を示している。このような磁気特性の結果は、X線吸収の結果と一致する。その後の16MeVのAu照射により、Feナノ粒子は破砕され、その結果、磁化は減少した。
小出 哲也*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕; 大河内 拓雄*; 小嗣 真人*; 木下 豊彦*; 中村 哲也*; 岩瀬 彰宏*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FC06_1 - 05FC06_4, 2014/05
被引用回数：12 パーセンタイル：47.17(Physics, Applied)MeVエネルギー領域の荷電粒子ビーム照射による金属表面の改質に関する研究を行っている。これまでに、イオンビーム照射によりFeRh合金の磁性を反強磁性状態から強磁性状態に構造変化なく変化できることを見いだした。今回、TIARAの軽イオンマイクロビームを用いたFeRh合金薄膜上へのミクロンサイズの磁性パターン作製を試みた。まず、エネルギー2MeVのプロトンマイクロビームにより膜厚30nmのFeRh合金薄膜に様々なパターンの描画を行い、その後、SPring8における放射光を用いた光電子顕微鏡観察によって磁気ドメイン構造の観察を行った。その結果、ドットや直線,文字などのマイクロメートルサイズの強磁性パターンを試料表面に描画することに成功した。また、照射量により磁化の大きさを制御することに成功し、イオンマイクロビームが、局所的な磁性状態制御に有用な手段であることを示した。
愛甲 一馬*; 唐木 淳志*; 奥田 修一*; 齋藤 勇一; 神谷 富裕; 中村 哲也*; 木下 豊彦*; 岩瀬 彰宏*; 松井 利之*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.99 - 102, 2013/11
被引用回数：4 パーセンタイル：33.02(Instruments & Instrumentation)The ion irradiation induced magnetic state of the FeRh thin films with 10 MeV Iodine ion beam has been investigated by the measurements of a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer and soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD). It was clearly shown in the magnetization loops by SQUID measurements that the ion irradiation induced ferromagnetic state in the FeRh thin films even below room temperature. This was also confirmed by the XMCD measurements. However ion irradiation fluence dependence on magnetic state at the sample surface measured by XMCD was totally different from that by use of SQUID. Moreover, it was revealed by XMCD sum rule analysis that the ion irradiation induced ferromagnetism of FeRh thin films was mainly dominated by the spin moment.
Mn
)O
篠田 遼一*; 伊藤 真義*; 櫻井 吉晴*; 山本 博之; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 岩瀬 彰宏*; 松井 利之*
Journal of Applied Physics, 113(17), p.17E307_1 - 17E307_3, 2013/05
被引用回数：9 パーセンタイル：37.98(Physics, Applied)セラミック状のバリウム-コバルト-マンガン複合酸化物Ba(CoMn)Oについて、軟X線光電子分光法及び磁気コンプトン散乱測定を行い、この物質が約35Kの磁気相転移温度以下で磁性誘電体特性を示すことを見いだした。この磁気秩序の起源は、180度の角度を持つコバルト4価-酸素-マンガン4価又は、90度の角度を持つマンガン4価-酸素-マンガン4価における超交換相互作用によると考えられる。磁気コンプトン散乱のプロファイルから求めた磁気スピンモーメントの温度依存性は、磁気センサー(SQUID)測定結果の温度依存性と一致した。これは磁気モーメントがスピンモーメントによって決まることを示している。また磁気コンプトン散乱のプロファイルは、温度によらず一定であった。これらの結果から、この磁性転移は、熱によるスピンの揺らぎによって起こると結論した。
愛甲 一馬*; 唐木 淳志*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*; 佐藤 隆博; 高野 勝昌*; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 133, 2013/01
As the irradiation effect appears only within irradiated regions, we have used ion micro-beam irradiation to produce micrometer-sized and two-dimensional magnetic patterns on the surface of FeRh thin films. The thin films nearly show the anti-ferromagnetic state at room temperature. To realize the lateral magnetic modification on the sample surface, the micro-beam irradiation was performed by using 3-MeV tandem accelerator at the TIARA. The focused 10 MeV iodine ion micro-beam, which had a rectangular shape of 2
m 
4m, was scanned on the FeRh thin film surface. After irradiation, the surface roughness and the magnetic state were observed by means of atomic force microscopy (AFM) and magnetic force microscopy (MFM), respectively. The AFM images show that the ion micro-beam does not create any topographic modification at the FeRh surface, while an array with 2m 4m bright rectangles at designated regular intervals is seen in the MFM image. The ion micro-beam is a useful tool for the fabrication of two-dimensional and micrometer-sized magnetic patterns on FeRh samples.
清水 浩貴*; 小杉 晋也*; 田原 佑規*; 安永 和史*; 金田 保則*; 石川 法人; 堀 史説*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 286, p.291 - 294, 2012/09
被引用回数：27 パーセンタイル：87.49(Instruments & Instrumentation)非磁性酸化物CeOへの高速重イオン(200MeV Xe)照射によって、強磁性が発現することを初めて突き止めた。照射量増加に伴い、系統的に飽和磁化が変化することがわかった。発現した強磁性の起源を推定するために、照射試料についてXRD(X線回折)測定,XPS(X線光電子分光)測定を行った。その結果、照射によってCeO中の酸素欠損が増加することが示唆された。酸素欠損の形成に伴って、Ce
がCe
に変化することによって、Ceの局在化した4f電子が磁気モーメントに寄与するプロセスを提案し、合理的に現象を説明できることを示した。本研究は、原子力機構の施設供用制度に基づいて行われた成果である。
O
-doped CeO by means of synchrotron radiation X-ray spectroscopy田原 佑規*; 清水 浩貴*; 石川 法人; 岡本 芳浩; 堀 史説*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 277, p.53 - 57, 2012/04
可燃毒の添加による核燃料酸化物の照射影響の変化を調べることを目的として、核燃料模擬物質(CeO)にGdOを添加した試料にイオン照射し、照射後の局所構造変化を放射光X線分光法により評価した。GdO添加量の増加に伴い照射損傷が顕著になる傾向が見られ、Ceと異なる配意数を持つGdの添加による局所構造の乱れが耐照射性劣化を引き起こしていることが示唆された。
O
-doped CeO by means of synchrotron radiation X-ray spectroscopy田原 佑規*; 清水 浩貴*; 石川 法人; 岡本 芳浩; 堀 史説*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 277, p.53 - 57, 2012/04
被引用回数：11 パーセンタイル：63.41(Instruments & Instrumentation)核燃料のガドリニアのドープ効果と核分裂生成物元素の高エネルギー照射効果を、セリアを使い調べた。照射実験では、200MeVのXe
イオンを照射し、照射効果を広域X線吸収微細構造(EXAFS)法を使いその影響を評価した。照射によって、第1近接Ce-OとCe-Ceの距離が長くなり、その傾向はガドリニアをドープしたもので顕著になった。デバイワーラー因子も照射により大きくなった。ただし、ガドリニアのドープによるデバイワーラー因子への影響は小さかった。
愛甲 一馬*; 唐木 淳志*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*; 佐藤 隆博; 高野 勝昌*; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕; 大河内 拓雄*; et al.
Journal of Synchrotron Radiation, 19(2), p.223 - 226, 2012/03
被引用回数：7 パーセンタイル：36.7(Instruments & Instrumentation)FeRh thin films were irradiated with 10 MeV iodine ion microbeam to produce the lateral magnetic modification in micron-meter scale. Two-dimensional magnetic dot arrays with the dimension of approximately 24 m
as well as 1010 m were successfully produced on the FeRh surface, which was observed by magnetic force microscopy. The results of the photoelectron emission microscopy combined with X-ray magnetic circular dichroism reveal that the easy axis of the magnetization of the ion beam irradiated ferromagnetism in the FeRh thin films lies in the film planes along the 
001
direction of the MgO substrates.
Mn)O thin film松井 利之*; 岩瀬 彰宏*; 山本 博之; 平尾 法恵; 馬場 祐治
Photon Factory Activity Report 2011, Part B, P. 243, 2012/00
Baを含むペロブスカイト酸化物の磁気特性や誘電特性を調べ、これまでにチタン酸ストロンチウム単結晶表面に作成したBa(FeMn)O(BFMO)が室温で強磁性体であり、その酸素欠陥量が磁気特性に影響を及ぼすことを明らかにしてきた。しかし薄膜中の酸素濃度を熱化学的に正確に制御することは困難である。酸化物に高速重イオンを照射すると酸素欠陥ができることが知られており、これにより酸化物中の酸素濃度を制御できる可能性がある。そこで本研究では、BFMOに200MeV Xeイオンを照射し、照射による構造変化について調べた。チタン酸ストロンチウム単結晶表面にエピタキシャル成長させて作成したBFMO薄膜は正方晶のペロブスカイト構造をもつことを確認した。X線結晶解析の結果、イオン照射によりBFMOの格子がわずかに広がることがわかった。放射光を用いたX線光電子分光法(XPS)を測定した結果、重イオン照射によりFe2pの結合エネルギーがシフトするのに対し、Mn2pのエネルギーはほとんど変化しないことがわかった。これらの結果から、高速重イオン照射により効果的にFe原子周辺に酸素欠陥が生成し、それが磁気特性に影響を及ぼすことを明らかにした。
doped with GdO田原 佑規*; Zhu, B.-L.*; 小杉 晋也*; 石川 法人; 岡本 芳浩; 堀 史説*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(9), p.886 - 889, 2011/05
被引用回数：16 パーセンタイル：75.8(Instruments & Instrumentation)反応度寿命の制御などを目的とした可燃性毒物の添加が、酸化物燃料の耐照射性に与える影響を調べるために、添加量,照射量などのパラメータを系統的に変化させて、基礎的な照射損傷データを取得した。具体的には、GdO添加したCeOにおいて、高エネルギーイオン(200-MeV Xe)照射に伴う結晶構造変化をX線回折法及びX線吸収微細構造解析法によって調べた。その結果、イオン照射に伴う格子膨張や原子配置の乱れで定義される照射損傷は、GdO添加量の増加によってより顕著になることが明らかになった。
小杉 晋也*; 藤田 直樹*; 松井 利之*; 堀 史説*; 齋藤 勇一; 石川 法人; 岡本 芳浩; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(9), p.869 - 872, 2011/05
被引用回数：10 パーセンタイル：60.88(Instruments & Instrumentation)FeRh合金において高エネルギーイオン(10-MeV I)照射によって誘起された強磁性状態が、高温焼鈍によってどのように変化するかを超伝導量子干渉計を利用して系統的に調べた。さらにX線吸収微細構造解析法によって原子の局所構造変化を観測し、照射によって変化した磁性と原子配列との相関関係について解析した。その結果、FeRh合金においてイオン照射に伴って誘起された強磁性信号は、300-500
C程度の焼鈍によって急激に消滅し、この温度域においては強磁性状態が非常に不安定であることがわかった。この温度域では、照射後の(準安定な)結晶構造も不安定であることがX線吸収微細構造解析法においても裏付けられ、イオン照射による強磁性の発現と特有な結晶構造変化との相関が高いことを証明した。
小杉 晋也*; 松井 利之*; 石川 法人; 伊藤 真義*; 桜井 吉晴*; 愛甲 一馬*; 清水 浩貴*; 田原 佑規*; 堀 史説*; 岩瀬 彰宏*
Journal of Applied Physics, 109(7), p.07B737_1 - 07B737_3, 2011/04
被引用回数：7 パーセンタイル：31.23(Physics, Applied)FeRh金属間化合物に高エネルギーイオン(200MeV Xe)照射することによって発現した強磁性状態の起源を調べるために、SPring-8において磁気コンプトン散乱のプロファイルを照射後試料について測定し、SQUID磁束計の磁気測定結果と比較した。磁気コンプトン散乱が電子スピンモーメントのみを検出することを考慮して解析した結果、イオン照射によって誘起される強磁性は、軌道磁気モーメント由来ではなく、スピン磁気モーメント由来であることがわかった。
藤田 直樹*; 松井 利之*; 小杉 晋也*; 佐藤 隆博; 齋藤 勇一; 高野 勝昌; 江夏 昌志; 神谷 富裕; 関 修平*; 岩瀬 彰宏*
Japanese Journal of Applied Physics, 49(6), p.060211_1 - 060211_3, 2010/06
被引用回数：12 パーセンタイル：45.82(Physics, Applied)FeRh thin films were irradiated with a focused 10 MeV I 2 2 m
ion microbeam at intervals of several m. After the irradiations, the magnetic state at the surface was observed by a magnetic force microscopy (MFM). The micrometer-sized regions which were irradiated with the microbeam show ferromagnetic, and the unirradiated regions remain antiferromagnetic. The present result indicates that the energetic ion microbeam can be used as a tool to produce the micrometer-sized modulation of lateral magnetic state of FeRh films.
Zr
)O thin films on (001)SrTiO substrates金谷 日出和*; 松井 利之*; 平尾 法恵; 山本 博之; 馬場 祐治; 久米 秀樹*; 岩瀬 彰宏*
Journal of Applied Physics, 107(9), p.09E312_1 - 09E312_3, 2010/05
被引用回数：6 パーセンタイル：27.38(Physics, Applied)パルスレーザー蒸着法により、(001)Sr基板表面に30nmから170nmの厚みを持つBa(FeZr)O(BFZO)を成長させ、その磁性と構造を調べた。X線回折及び透過型電子顕微鏡の結果から、薄膜はエピタキシャル成長しているものの、a軸方向の格子定数が100nm以上の厚みにわたって0.7%膨張していることがわかった。このBFZO薄膜は、室温において強磁性かつ誘電体的性質をもっているが、その磁性は、薄膜の厚みに依存し、100nm以上で、磁化(単位体積あたりの磁気モーメント)は、急激に減少する。X線光電子分光スペクトルの結果から、基板と膜の界面では、格子不整合によるストレスの結果、鉄の原子価は4価に近くなっているが、膜厚が増加すると4価の鉄が減少し、このため磁化が低下すると結論した。が増加すると4価の鉄が減少し、このため磁化が低下すると結論した。
Mn)O-d epitaxial thin films勝部 浩次*; 松井 利之*; 山本 博之; 馬場 祐治; 平尾 法恵; 岩瀬 彰宏*
Journal of Applied Physics, 105(7), p.07D904_1 - 07D904_3, 2009/04
被引用回数：8 パーセンタイル：33.37(Physics, Applied)パルスレーザーを用いた蒸着法により、さまざまな酸素組成を持つBa(FeMn)O単結晶をチタン酸ストロンチウム(001)基板表面に作成し、その構造と磁性を調べた。蒸着時の酸素分圧を上げることにより、薄膜の格子定数は小さくなることがわかった。この結果は、鉄とマンガンの原子半径が、原子価状態と密接に関係しており、系統的に格子定数が変化したことを示唆している。さらに、酸素分圧は薄膜の磁気的性質にも大きく影響することがわかった。すなわち、酸素分圧の増加に伴い、酸素欠損量が減少し、試料の飽和磁化は増加する。300Kにおける飽和磁化の最大値は43emu/ccであった。X線光電子分光スペクトルを測定した結果、Fe(3d
)及びMn(3d
)の量は、酸素欠損量の減少とともに増加することがわかった。その結果、180度の結合角度を持つFe(3d)-O
-Mn(3d)一次元鎖上の強磁性超交換相互作用が増加し、これにより強磁性を担うスピン整列が起こったと考えられる。
藤田 直樹*; 小杉 晋也*; 図子 善大*; 松井 利之*; 齋藤 勇一; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 267(6), p.921 - 924, 2009/04
被引用回数：9 パーセンタイル：53.48(Instruments & Instrumentation)Fe-54at.%Rh thin films were irradiated with 10 MeV iodine ions at room temperature. Before and after the irradiations, the changes in magnetic properties and the lattice structure of the samples were studied by means of a SQUID magnetometer and X-ray diffraction. For the low fluence irradiation, the SQUID measurement at 20 K shows that the anti-ferromagnetic region of the thin film is changed into ferromagnetic region by the irradiation. As the film thickness is much smaller than the ion range, we can discuss the relationship between the density of energy deposited by ions and the change in magnetization quantitatively. For the high fluence irradiation, the magnetization of the film is strongly decreased by the irradiation, which can be explained as due to the change in lattice structure from the CsCl type structure into FCC structure by the irradiation.
doped with neptunium佐藤 剛*; 山下 利之; 松井 恒雄*
Journal of Nuclear Materials, 344(1-3), p.67 - 72, 2005/09
被引用回数：3 パーセンタイル：24.22(Materials Science, Multidisciplinary)CaTiO及びCa(Ti,Al)OとNpOの相関係をX線回折法により調べた。用いた試料はAr-8%中1773Kで調製したものである。単相の固溶体がCaTiO及びCa(Ti,Al)Oについてそれぞれ、0-7.5モル%Np及び1-10モル%Npで得られた。TiをAlで置換することにより、Npの固溶量は増加する。Npの固溶挙動をUやPuと比較し、添加物の酸化状態やイオン半径の観点から議論した。Np添加CaTiOの熱膨張を室温から1273Kの範囲で、高温X線回折法により測定した。試料の体積膨張係数は組成によらずほぼ一定であり、Npの添加によるCaTiOの安定化は見られなかった。これは、顕著な安定化が観測されているPuを添加したCaTiOとは、大きく異なっている。
山下 利之; 蔵本 賢一; 中田 正美; 山崎 哲*; 佐藤 剛*; 松井 恒雄*
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.585 - 591, 2002/11
蛍石型やパイロクロア型構造の立方晶ZrO化合物は、化学的物理的安定性が高いうえにアクチノイドを自格子中に閉じ込めることができるため、不活性マトリクス燃料や放射性廃棄物体への応用面で注目されている。これらの構造を持つ化合物では、酸素空孔の配列が重要な役割を果たす。アクチノイド酸化物-ZrO固溶体で蛍石型構造を持つ相は安定化ジルコニアと呼ばれ、すべての陽イオン,酸素イオン,酸素空孔はランダムに分布する。一方、パイロクロア構造相においては、酸素空孔の規則配列化が生ずる。本報では、アクチノイド酸化物-ZrO系に関する格子定数や相関係をレビューし、アクチノイドの原子価やイオン半径,酸素空孔配列をもとに格子定数変化やパイロクロア構造層の出現を考察する。また、最近得られた蛍石型(
Np, Zr)O
固溶体のメスバウア分光結果も考慮する。
山下 利之; 山崎 哲*; 佐藤 剛*; 松井 恒雄*
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.656 - 659, 2002/11
耐放射線損傷性と相安定性に優れ新燃料や高レベル廃棄物材料として注目されているイットリア安定化ジルコニア(YSZ)について、PuOとの反応を空気,真空及び水素雰囲気中で調べた。得られた蛍石型固溶体相の格子定数はPuの固溶に従い増加し、Puは少なくとも50%以上YSZ中への固溶することがわかった。固溶体の格子定数をPu含有量関数として定めた。また、蛍石型固溶体相の熱膨張を高温X線回折法により空気中1273Kまでの範囲で調べた。Pu含有量0~25%の固溶体の熱膨張係数は6~1210
K
の範囲にあり、1000K以上の温度でPu添加量の増加に従い熱膨張係数は小さくなることがわかった。
