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in the liquid nitrogen and natural gas temperature regions吉井 賢資; 林 直顕*; 水牧 仁一朗*; 高野 幹夫*
AIP Advances (Internet), 7(4), p.045117_1 - 045117_6, 2017/04
被引用回数：6 パーセンタイル：29.59(Nanoscience & Nanotechnology)本研究では、川崎市の明治大学生田キャンパスにおいて、土壌を深さ30cmまでコアサンプラーを用いて採取し、逐次抽出法を適用することで、放射性セシウムの深度別存在形態分析を行った。土壌試料は、生田キャンパス内の人の手が加えられていない6地点で、植生を考慮し採取した。表層土壌を一地点につき、深度別形態分析用の土壌を採取するポイントを中心に、30cm四方の4点(深さ5cm)でスコップを用いて採取した。また、生田キャンパスの北東で、コアサンプラーを用いて、深さ30cm分の土壌を採取した。採取したコア土壌は、5cmごとに分割し、ねじ口U-8式容器に充填した。放射性セシウム濃度は深度別に、2.5Bq kg
(0-5cm)、22.3Bq kg (5-10cm)、3.4Bq kg (10-15cm)、0.3Bq kg (15-20cm)、0.8Bq kg (20-25cm)、1.0Bq kg (25-30cm)であった。川崎市で採取した土壌中の放射性セシウムは、表層から土壌の深さ方向に浸透していることが示唆される。
studied by X-ray spectroscopy水牧 仁一朗*; 藤井 将*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 斎藤 高志*; 島川 祐一*; 魚住 孝幸*; 高野 幹夫*
Physica Status Solidi (C), 12(6), p.818 - 821, 2015/06
被引用回数：10 パーセンタイル：94.45(Physics, Condensed Matter)新規強磁性体BaFeOの電子状態を、放射光による高エネルギー光電子分光とX線吸収分光により調べた。実験データおよび理論計算から、この物質は負の電荷移動エネルギーを持つ系であることを示した。すなわち、酸素2p電子のエネルギーが鉄3d軌道のエネルギーより高いため、酸素2p電子が鉄3d軌道を埋めやすい性質を持っている。通常の遷移金属酸化物では、酸素2p軌道のエネルギーは遷移金属3d軌道のそれより低いため、このようなことは起こらない。すなわち、BaFeOは、通常の酸化物とは異なる性質を持つ。この性質の起源として、鉄3d軌道のクーロン反発力と、鉄3dと酸素2p軌道の強い混成であることを提案した。
Fe
O and zero-thermal expansion composite奈部谷 光一郎*; 村松 裕也*; 岡 研吾*; 中野 紀穂*; 北條 元*; 水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 肥後 祐司*; 林 直顕*; 高野 幹夫*; et al.
Applied Physics Letters, 106(6), p.061912_1 - 061912_5, 2015/02
被引用回数：60 パーセンタイル：89.12(Physics, Applied)ほとんどの物質は温度が上昇すると、熱膨張によって長さや体積が増大する。光通信や半導体製造などの精密な位置決めが要求される局面では、このわずかな熱膨張が問題になる。そこで、昇温に伴って収縮する「負の熱膨張」を持つ物質によって、構造材の熱膨張を補償することが行われている。本研究において、室温付近で既存材料の2倍以上の大きさの「負の熱膨張」を示す酸化物材料を発見した。添加元素の量を変化させることで負の熱膨張が現れる温度域を制御できるほか、これまでの材料の問題点だった温度履歴が抑制されている。
水牧 仁一朗*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 齊藤 高志*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*
Journal of Applied Physics, 114(7), p.073901_1 - 073901_6, 2013/08
被引用回数：19 パーセンタイル：61.74(Physics, Applied)磁場誘起強磁性を示す新規ペロブスカイト鉄酸化物BaFeOの磁気熱量効果を調べた。この物質は、酸化物には珍しいFe
という高い価数の鉄イオンを含む。この系の基底状態は反強磁性であるが、0.3T以上の磁場により鉄スピンが強磁性転移を示す。キュリー温度は111Kである。磁気熱量効果測定から、磁化が温度及び磁場変化の両方において、ほぼ可逆的な変化をすることを見いだした。すなわちヒステリシスがないため、熱損失のない効率的な冷却が可能な物質である。放射光磁気円二色性測定から、この性質は、Feイオンが実際はFe
L(Lは酸素ホール)の状態となっており、この状態の磁気異方性が少ないことに起因する。冷却におけるエントロピー変化と冷却能力は、キュリー点近傍で5.8JkgK及び172Jkgと比較的大きかった。BaFeOは希土類を含まず、熱媒体となる水に耐性があることから、新しい磁気熱量物質として提案できる。
杉本 誠; 礒野 高明; 辻 博史; 吉田 清; 高野 一朗*; 浜島 高太朗*; 佐藤 隆*; 篠田 公之*
Cryogenics, 38(10), p.989 - 994, 1998/00
被引用回数：4 パーセンタイル：23.98(Thermodynamics)ケーブル・イン・コンジット導体は、その高い熱・機械・電気特性から核融合炉用コイルのような大型機器に応用されている。またその高い熱特性から、核融合用あるいは磁気エネルギ貯蔵コイルでのパルス運転用としても利点を有している。通常ケーブル・イン・コンジット導体は強制冷凍にて冷却されるため、多数の冷却流路を持つ。パルス運転による交流損失による発熱は、その大きな冷却ペリメータにより速やかに除去される。一方、導体内部の発熱は、導体入口流量の低下を招く。従ってパルス運転による交流損失による発熱により、入口流量の低下を招き、これがパルス運転への制約となる。この入口流量低下と内部発熱量の関係を定量的に論じる。併せて、パルス運転時の入口流量低下に関する設計基準を提案する。
のNi-3d電子状態変化の直接観測水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 齊藤 高志*; 東 正樹*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*; 魚住 孝幸*
no journal, ,
希土類Niペロブスカイト酸化物(RNiO)は温度により金属絶縁体(MI)転移を示す。本研究ではこの機構を明らかにするためにR=PrのRNiOを対象とし、Ni-L吸収端において共鳴X線発光分光測定(RXES)及びX線吸収測定(XAS)を行った。その結果はMI転移機構には、Ni-3d電子状態が強くかかわっていることを示唆している。
の磁気熱量効果と電子状態測定水牧 仁一朗*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 齊藤 高志*; 島川 祐一*; 竹内 弥生*; 高野 幹夫*
no journal, ,
BaFeOは六方晶ペロブスカイト構造を持ち、含まれる鉄イオンは4+の高酸化数を持つ。この系は高温高圧下で合成され、ネール温度が160K近傍の反強磁性体とされてきた。ところが最近、低温酸化法を用いるとBaFeOが正方晶となり、酸化物には珍しい強磁性体となることが発見された。本研究では、この物質の詳細な磁気特性の解明と応用面での可能性も検討するため、本系の磁気熱量効果と放射光を用いた電子状態測定の結果を報告する。
及びその鉄サイト置換系の磁性と局所構造観測吉井 賢資; 林 直顕*; 松村 大樹; 草野 翔吾*; 水牧 仁一朗*; 水木 純一郎*; 高野 幹夫*
no journal, ,
BaFeOは、2年程前に発見された、Feスピンが110Kで強磁性整列を示す新規強磁性体である。2013年の本学会および論文にて、この物質がヒステリシス損が少ないなどの磁気冷凍に適した性質を持っていることを、磁化測定と放射光磁気円二色性測定により報告した。今回は、鉄サイト置換物質に対し、磁気冷凍効果を中心とした磁性を調べた。Ni等の元素をパーセント程度の微量置換することで、基底状態から強磁性が発現し、母物質よりもヒステリシス損が小さくなりうることが分かった。また、置換量を変えることにより冷凍温度を制御できることなども判明した。さらに放射光EXAFSを用いた局所構造観測を行ったところ、BaFeOでは磁気転移温度以下でFe周囲の局所歪みが発生するが、置換系では歪みが抑えられることが分かった。現在、これらの結果を解析中である。学会当日は他の結果についても報告する。
and Fe-site-substituted materials吉井 賢資; 林 直顕*; 水牧 仁一朗*; 松村 大樹; 高野 幹夫*
no journal, ,
効率の良い新規な冷凍法として、磁場印加時のエントロピー変化、すなわち磁気熱量効果を利用した磁気冷凍が最近注目されている。本発表では、招待講演として、最近発見された新規強磁性体BaFeOの磁気熱量効果を調べた結果を報告する。この物質は立方晶ペロブスカイト構造を持ち、Feスピンがキュリー温度110Kで強磁性整列する、鉄酸化物系では唯一の強磁性体である。磁気エントロピーはキュリー温度近傍で最大となり、5.8JkgK程度の値を示した。この値は、希土類を含まない系における磁気熱量効果としては最大である。また、この物質は、磁場や温度サイクルに対してほとんどヒステリシスが無いことも分かった。これにより、エネルギー損失の無い効率的な冷凍が達成できる。ヒステリシスの無い性質は、放射光磁気円二色性で調べたところ、Feが実際には軌道モーメントの無いFeとなっているためと結論した。磁気熱量効果の温度範囲等の制御の観点から行っている、サイト置換系の性質も触れる。
の磁気的性質と放射光分光測定吉井 賢資; 水牧 仁一朗*; 林 直顕*; 松村 大樹; 高野 幹夫*
no journal, ,
BaFeOは珍しい高酸化数Feを含み、六方晶ぺロブスカイト構造を持つものとして知られてきた。この系は高温高圧下で合成され、ネール温度が160K近傍の反強磁性体である。ところが最近、オゾンを用いた200
Cでの低温酸化法により、BaFeOが正方晶となり、強磁性体であることが発見された。この物質のキュリー温度は110Kであり、これより下でFeモーメントが強磁性的に整列する。本研究では、この物質の詳細な磁気特性の解明と応用可能性も検討するため、磁気熱量効果を中心とした磁気的性質と、放射光を用いた電子状態測定などの結果を報告する。磁化測定より、強磁性転移温度近辺において大きな磁気熱量効果を示すと共に、磁場・温度でのヒステリシスが無いため、エネルギー利用効率の高い冷凍が可能な物質であることが分かった。また、放射光測定により、Feは、軌道角運動量を持たないFeになっており、これがヒステリシスの無い状態の起源であることが判明した。すなわち、Feを含む物質の探索は、新規磁気冷凍物質を開発する観点から興味深いアプローチであることが提案できる。
