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論文

Transfer of $$^{137}$$Cs to web-building spiders, ${it Nephila clavata}$, and its pathways; A Preliminary study using stable carbon and nitrogen isotope analyses

田中 草太; 柿沼 穂垂*; 足達 太郎*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳

Journal of Nuclear Science and Technology, 58(4), p.507 - 514, 2021/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

捕食性のクモは、陸域と水域が繋がる森林生態系において、生食連鎖と腐食連鎖の双方から餌資源を得るため、彼らへの$$^{137}$$Csの移行経路を理解することは、環境中の$$^{137}$$Csの長期的挙動を評価するために役立つ。本研究では、福島第一原子力発電所事故後、約6.5年の森林内と河川沿いでクモを採集し、$$^{137}$$Csのクモへの移行を移行係数(T$$_{ag}$$)として定量した。また、$$^{137}$$Csのクモへの移行経路を推定するために、安定炭素・窒素同位体($$delta$$$$^{13}$$C, $$delta$$$$^{15}$$N)分析を実施した。

論文

Spin-orbit-induced Ising ferromagnetism at a van der Waals interface

松岡 秀樹*; Barnes, S. E.*; 家田 淳一; 前川 禎通; Bahramy, M. S.*; Saika, B. K.*; 竹田 幸治; 和達 大樹*; Wang, Y.*; 吉田 訓*; et al.

Nano Letters, 21(4), p.1807 - 1814, 2021/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:72.02(Chemistry, Multidisciplinary)

Magnetocrystalline anisotropy, a key ingredient for establishing long-range order in a magnetic material down to the two-dimensional (2D) limit, is generally associated with spin-orbit interaction (SOI) involving a finite orbital angular momentum. Here we report strong out-of-plane magnetic anisotropy without orbital angular momentum, emerging at the interface between two different van der Waals (vdW) materials, an archetypal metallic vdW material NbSe$$_{2}$$ possessing Zeeman-type SOI and an isotropic vdW ferromagnet V$${}_5$$Se$${}_8$$. We found that the Zeeman SOI in NbSe$$_{2}$$ induces robust out-of-plane magnetic anisotropy in V$$_{5}$$Se$$_{8}$$ down to the 2D limit with a more than 2-fold enhancement of the transition temperature. We propose a simple model that takes into account the energy gain in NbSe$$_{2}$$ in contact with a ferromagnet, which naturally explains our observations. Our results demonstrate a conceptually new magnetic proximity effect at the vdW interface, expanding the horizons of emergent phenomena achievable in vdW heterostructures.

論文

Formation of $$alpha$$ clusters in dilute neutron-rich matter

田中 純貴*; Yang, Z.*; Typel, S.*; 足立 智*; Bai, S.*; Van Beek, P.*; Beaumel, D.*; 藤川 祐輝*; Han, J.*; Heil, S.*; et al.

Science, 371(6526), p.260 - 264, 2021/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:99.26(Multidisciplinary Sciences)

$$alpha$$ノックアウト反応を用いることで、中性子過剰な錫同位体の核表面での$$alpha$$クラスター形成を実験的に確かめた。実験で得られた、質量数とともに単調に減少するノックアウト断面積は理論による予言と非常に良く一致し、$$alpha$$クラスター形成率と中性子スキン厚との関係を示唆している。

論文

Magnetic and electronic properties of B-site-ordered double-perovskite oxide La$$_{2}$$CrMnO$$_{6}$$ thin films

吉松 公平*; 石丸 純也*; 渡会 啓介*; 山本 航平*; 平田 靖透*; 和達 大樹*; 竹田 幸治; 堀場 弘司*; 組頭 広志*; 坂田 修身*; et al.

Physical Review B, 99(23), p.235129_1 - 235129_8, 2019/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:51.19(Materials Science, Multidisciplinary)

We report on magnetic and electronic properties of the B-site-ordered double-perovskite La$$_{2}$$CrMnO$$_{6}$$ films grown by pulsed-laser deposition. The magnetic-field dependence of magnetization curves showed hysteresis at low temperatures regardless of the degree of Cr/Mn order and the saturation magnetization became smaller for the higher-Cr/Mn-ordered film. The X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism measurements suggested antiferromagnetic coupling between Cr$$^{3+}$$ and Mn$$^{3+}$$ ions, resulting in ferrimagnetism of the B-site-ordered double-perovskite La$$_{2}$$CrMnO$$_{6}$$. A band structure was established by combining these results together with the synchrotron-radiation photoemission and optical spectra. We discuss the magnetic states among the $$B$$-site-ordered La$$_{2}$$$$B'$$MnO$$_{6}$$ ($$B':3d$$ transition-metal elements from V to Ni) being basically consistent with the Kanamori-Goodenough rule.

論文

Magnetic scattering in the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering and Bragg edge transmission from steel

大場 洋次郎*; 諸岡 聡; 大石 一城*; 佐藤 信浩*; 井上 倫太郎*; 足立 望*; 鈴木 淳市*; 土山 聡宏*; Gilbert, E. P.*; 杉山 正明*

Journal of Applied Crystallography, 49(5), p.1659 - 1664, 2016/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:63.8(Chemistry, Multidisciplinary)

Pulsed neutron sources enable the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering (SANS) and Bragg edge transmission. This simultaneous measurement is useful for microstructural characterization in steel. Since most steels are ferromagnetic, magnetic scattering contributions should be considered in both SANS and Bragg edge transmission analyses. An expression for the magnetic scattering contribution to Bragg edge transmission analysis has been derived. The analysis using this expression was applied to Cu steel. The ferrite crystallite size estimated from this Bragg edge transmission analysis with the magnetic scattering contribution was larger than that estimated using conventional expressions. This result indicates that magnetic scattering has to be taken into account for quantitative Bragg edge transmission analysis. In the SANS analysis, the ratio of magnetic to nuclear scattering contributions revealed that the precipitates consist of body-centered cubic Cu$$_{0.7}$$Fe$$_{0.3}$$ and pure Cu, which probably has 9R structure including elastic strain and vacancies. These results show that effective use of the magnetic scattering contribution allows detailed analyses of steel microstructure.

論文

Unconventional scaling and significant enhancement of the spin Seebeck effect in multilayers

Ramos, R.*; 吉川 貴史*; Aguirre, M.*; Lucas, I.*; Anad$'o$n, A.*; 小宅 教文*; 内田 健一*; 安立 裕人; 塩見 淳一郎*; Algarabel, P. A.*; et al.

Physical Review B, 92(22), p.220407_1 - 220407_5, 2015/12

 被引用回数:55 パーセンタイル:91.57(Materials Science, Multidisciplinary)

Spin Seebeck effects have been investigated in highly crystalline magnetic multilayer films. Voltage as well as power generated by the spin Seebeck effect were found to be significantly enhanced with increasing the number of layers, $$n$$. This voltage enhancement defies the simple understanding of the spin Seebeck effect and suggests that spin current flowing between the magnetic layers in the thickness direction plays an important role in the multilayer SSE systems and the observed voltage enhancement.

論文

Thermal engineering of non-local resistance in lateral spin valves

葛西 伸哉*; 平山 悠介*; 高橋 有紀子*; 三谷 誠司*; 宝野 和博*; 安立 裕人; 家田 淳一; 前川 禎通

Applied Physics Letters, 104(16), p.162410_1 - 162410_4, 2014/04

 被引用回数:9 パーセンタイル:43.85(Physics, Applied)

We study the non-local spin transport in Permalloy/Cu lateral spin valves (LSVs) fabricated on thermally oxidized Si and MgO substrates. While these LSVs show the same magnitude of spin signals, significant substrate dependence of the baseline resistance was observed. The baseline resistance shows much weaker dependence on the inter-electrode distance than that of the spin transport observed in the Cu wires. A simple analysis of voltage-current characteristics in the baseline resistance indicates the observed result can be explained by a combination of the Peltier and Seebeck effects at the injector and detector junctions, suggesting the usage of high thermal conductivity substrate (or under-layer) is effective to reduce the baseline resistance.

論文

Antiferromagnetic order of the Co$$^{2+}$$ high-spin state with a large orbital angular momentum in La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$

岡本 淳*; 中尾 裕則*; 山崎 裕一*; 和達 大樹*; 田中 新*; 久保田 正人; 堀金 和正*; 村上 洋一*; 山田 和芳*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044705_1 - 044705_6, 2014/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.57(Physics, Multidisciplinary)

The antiferromagnetic insulator La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$ has been investigated by Co L$$_{2,3}$$-edge and O K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements and Co L$$_{2,3}$$-edge resonant soft X-ray magnetic scattering (RXMS)measurement to determine the Co electronic structures associated with magnetic ordering. Co L$$_{2,3}$$-edge linear-dichroic XAS shows that Co$$^{2+}$$ takes a high-spin (HS) state and Co$$^{3+}$$ takes a low-spin (LS) state. Using Co L$$_{2,3}$$-edge RXMS, we directly determined that an antiferromagnetic order is formed with a HS state of Co$$^{2+}$$ ions. Moreover, the spin and orbital angular momenta of the Co$$^{2+}$$ HS state are quantitatively estimated to be 1.1$$pm$$0.1 and 1.0$$pm$$0.1, respectively, and to align parallel in the ab plane by utilizing the cluster model calculation. The large orbital angular momentum of the Co$$^{2+}$$ HS state originates from the small $$D_{4h}$$-symmetry crystal field splitting of $$t_{2g}$$ levels, which is comparable with the spin-orbit coupling constant of the Co 3$$d$$ orbital.

論文

Spin current; Experimental and theoretical aspects

前川 禎通; 安立 裕人; 内田 健一*; 家田 淳一; 齊藤 英治

Journal of the Physical Society of Japan, 82(10), p.102002_1 - 102002_23, 2013/10

 被引用回数:74 パーセンタイル:80(Physics, Multidisciplinary)

The flow of electron spin, the so-called "spin current", is a key concept in the recent progress in spintronics. When the spin current interacts with the magnetic moment in a ferromagnetic metal, the angular momentum and energy conservations give rise to the spin transfer torque and spin-motive force, respectively. When it is injected into a non-magnetic metal attached to a ferromagnet, the electric current is induced through the spin-charge conversion mechanism (inverse spin Hall effect). The generation and manipulation of the spin current and a variety of novel phenomena given by the spin current, including the spin Seebeck effect and spin-motive force, are discussed.

論文

Carbon transport and fuel retention in JT-60U with higher temperature operation based on postmortem analysis

吉田 雅史; 田辺 哲朗*; 足立 歩*; 林 孝夫; 仲野 友英; 福本 正勝; 柳生 純一; 三代 康彦; 正木 圭; 伊丹 潔

Journal of Nuclear Materials, 438, p.S1261 - S1265, 2013/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:49.64(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60U炉内全体での水素蓄積量を評価するために、これまで明らかにされていないプラズマに直接当たらない領域(タイル側面及びダイバータ下部)での水素蓄積速度及び炭素堆積速度を実測した。得られた結果を、これまで明らかにされているプラズマに当たる領域でのデータと合わせることにより、JT-60U炉内全体で、水素あるいは炭素がどこにどれだけ蓄積・輸送されるのかを明らかにした。その結果、JT-60U炉内全体の水素蓄積速度は1.3$$times$$10$$^{20}$$ H+Ds$$^{-1}$$となり、この値は他のプラズマ装置にて報告されている値よりも遅いことがわかった。これは、JT-60Uが高温で運転されていることに起因する。

論文

Unidirectional spin-wave heat conveyer

安 東秀*; Vasyuchka, V. I.*; 内田 健一*; Chumak, A. V.*; 山口 和也*; 針井 一哉; 大江 純一郎*; Jungfleisch, M. B.*; 梶原 瑛祐*; 安立 裕人; et al.

Nature Materials, 12(6), p.549 - 553, 2013/06

 被引用回数:102 パーセンタイル:96.17(Chemistry, Physical)

In this paper, we show a magnetically controllable heat flow caused by a spin-wave current. The direction of the flow can be switched by applying a magnetic field. When microwave energy is applied to a region of ferrimagnetic Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$, an end of the magnet far from this region is found to be heated in a controlled manner and a negative temperature gradient towards it is formed. This is due to unidirectional energy transfer by the excitation of spin-wave modes without time-reversal symmetry and to the conversion of spin waves into heat. The magnetically controlled remote heating we observe is directly applicable to the fabrication of a heat-flow controller.

論文

Resonant inelastic X-ray scattering study of intraband charge excitations in hole-doped high-$$T_c$$ cuprates

脇本 秀一; 石井 賢司; 木村 宏之*; 池内 和彦*; 吉田 雅洋*; 足立 匡*; Casa, D.*; 藤田 全基*; 福永 靖*; Gog, T.*; et al.

Physical Review B, 87(10), p.104511_1 - 104511_7, 2013/03

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.68(Materials Science, Multidisciplinary)

We have performed resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) near the Cu-$$K$$ edge on various cuprate superconductors, covering underdoped to heavily overdoped regimes and focusing on charge excitations inside the charge-transfer gap. RIXS measurements with $$E_i$$= 9.003 keV on metallic La$$_{1.7}$$Sr$$_{0.3}$$CuO$$_{4}$$ and Bi$$_{1.76}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.89}$$CuO$$_{6+delta}$$ exhibit a dispersive intraband excitation below 4 eV, similar to that observed in the electron-doped Nd$$_{1.85}$$Ce$$_{0.15}$$CuO$$_{4}$$. This is the first observation of a dispersive intraband excitation in a hole-doped system, evidencing that both electron- and hole-doped systems have a similar dynamical charge correlation function.

論文

XUV-FEL spectroscopy; He two-photon ionization cross-sections

佐藤 尭洋*; 岩崎 純史*; 石橋 和樹*; 沖野 友哉*; 山内 薫*; 足立 純一*; 柳下 明*; 矢澤 洋紀*; 神成 文彦*; 青山 誠; et al.

Europhysics News, 42(5), P. 10, 2011/09

Heガスに、XUV領域のイオン化断面積が既知である水素分子のガスを混合することによって、Heの2光子イオン化断面積の波長依存性を実験的に検証した結果について解説する。

論文

Determination of the absolute two-photon ionization cross section of He by an XUV free electron laser

佐藤 尭洋*; 岩崎 純史*; 石橋 和樹*; 沖野 友哉*; 山内 薫*; 足立 純一*; 柳下 明*; 矢澤 洋紀*; 神成 文彦*; 青山 誠; et al.

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 44(16), p.161001_1 - 161001_5, 2011/08

 被引用回数:33 パーセンタイル:84.31(Optics)

Heガスに、XUV領域のイオン化断面積が既知である水素分子のガスを混合することによって、Heの2光子イオン化断面積の波長依存性を実験的に示した。

論文

Numerical study on the spin Seebeck effect

大江 純一郎; 安立 裕人; 高橋 三郎; 前川 禎通

Physical Review B, 83(11), p.115118_1 - 115118_5, 2011/03

 被引用回数:43 パーセンタイル:85.67(Materials Science, Multidisciplinary)

熱勾配によって誘起される強磁性絶縁体中のスピン波について理論解析を行った。特に、非磁性端子によって観測されるスピン波スピン流の電気的シグナルを計算できる数値シミュレーション法を開発した。揺動散逸定理により温度勾配中の磁化の運動を再現し、計算によって得られたシグナルは実験と良い一致を示した。

論文

Linear-response theory of spin Seebeck effect in ferromagnetic insulators

安立 裕人; 大江 純一郎; 高橋 三郎; 前川 禎通

Physical Review B, 83(9), p.094410_1 - 094410_6, 2011/03

 被引用回数:204 パーセンタイル:98.59(Materials Science, Multidisciplinary)

強磁性体に温度勾配を印可したときにスピン流を駆動する、いわゆるスピンゼーベック効果の線形応答理論を構築する。このアプローチでは、局在磁化の低エネルギー励起であるマグノンに着目する。われわれの線形応答に基づくアプローチは、ごく最近イットリウム鉄ガーネットという典型的な磁性絶縁体で観測されたスピンゼーベック効果を、定性的にも定量的にも記述可能であることを示す。

論文

Gigantic enhancement of spin Seebeck effect by phonon drag

安立 裕人; 内田 健一*; 齊藤 英治; 大江 純一郎; 高橋 三郎; 前川 禎通

Applied Physics Letters, 97(25), p.252506_1 - 252506_3, 2010/12

 被引用回数:128 パーセンタイル:96.63(Physics, Applied)

理論的かつ実験的にスピンゼーベック効果の低温での巨大な増幅現象を議論する。われわれの理論解析は、この現象におけるフォノンの自由度の重要性を明らかとした。すなわち、スピンゼーベック効果は低エネルギースピン励起を引き起こす非平衡フォノンによって強く増幅されるのである。われわれはさらに、大域的なスピン流を伴わないスピンゼーベック効果の観測を理解する鍵が上記のフォノンドラッグのシナリオにあることを指摘し、基盤の情報がスピンゼーベック効果に影響を与えることを予言する。

論文

Spin Seebeck insulator

内田 健一*; Xiao, J.*; 安立 裕人; 大江 純一郎; 高橋 三郎; 家田 淳一; 太田 岳*; 梶原 瑛祐*; 梅沢 浩光*; 河合 浩孝*; et al.

Nature Materials, 9(11), p.894 - 897, 2010/11

 被引用回数:884 パーセンタイル:99.87(Chemistry, Physical)

ゼーベック効果に代表される熱電発電は、次世代の省エネルギー技術には不可欠の機能である。これまでこの機能の発現には伝導電子の存在が必要であると思われてきたが、伝導電子の存在は熱デバイスの設計にとって不利であることが多いため、結果として伝導電子の存在が熱電発電の応用範囲を限定する原因となっていた。今回、われわれは絶縁体中を流れる熱流から電圧を生成することに成功したので、それを報告する。われわれが明らかにしたのは、磁性絶縁体LaY$$_{2}$$ Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$が伝導電子を持たないのにもかかわらず、熱流をスピン圧に変換できるという事実である。このスピン圧は、LaY$$_{2}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$に貼付けられたPt薄膜中で生じる逆スピンホール効果を用いることで電圧に変換することができるため、熱流から電圧を生成することが可能となる。今回の実験結果を理解するためには、LaY$$_{2}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$とPtとの界面に働く、熱によるスピン交換相互作用を考える必要がある。われわれの発見は熱電変換素子となりうる物質の可能性を拡げ、そしてまたスピンゼーベック効果の背後に潜む物理を理解するための極めて重要な情報を与えた。

論文

Charge excitations in the stripe-ordered La$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$ and La$$_{2-x}$$(Ba,Sr)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ superconducting compounds

脇本 秀一; 木村 宏之*; 石井 賢司; 池内 和彦; 足立 匡*; 藤田 全基*; 加倉井 和久; 小池 洋二*; 水木 純一郎; 野田 幸男*; et al.

Physical Review Letters, 102(15), p.157001_1 - 157001_4, 2009/04

 被引用回数:24 パーセンタイル:76.17(Physics, Multidisciplinary)

Charge excitations in stripe-ordered 214 compounds, La$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$ and 1/8-doped La$$_{2-x}$$(Ba, Sr)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ are studied using resonant inelastic X-ray scattering in hard X-ray regime. We are observing $$simeq 1$$ eV excitations with the momentum transfer corresponding to the charge stripe spatial period both for the diagonal (nickelate) and parallel (cuprates) stripes. They are interpreted as collective stripe excitations or anomalous softening of the charge excitonic modes of the in-gap states.

論文

Mechanical properties at sub-microscale and macroscale of polycrystalline uranium mononitride

安達 淳*; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*; 高野 公秀; 赤堀 光雄; 湊 和生

Journal of Nuclear Materials, 384(1), p.6 - 11, 2009/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:43.89(Materials Science, Multidisciplinary)

サブマイクロ及びマクロスケールにおける多結晶体ウラン窒化物(UN)のインデンテーション硬度,ビッカース硬度,破壊靭性、及びヤング率をインデンテーション試験,ビッカース硬度試験、及び超音波パルスエコー法により測定した。ヤング率及びビッカース硬度は文献値と良い一致を示した。UNの破壊靭性はUO$$_{2}$$の約3倍となることがわかった。さらに、UNのインデンテーション硬度に及ぼすインデンテーションサイズの影響を明らかにした。

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