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論文

Observation of momentum-dependent charge excitations in hole-doped cuprates using resonant inelastic X-ray scattering at the oxygen $$K$$ edge

石井 賢司*; 遠山 貴巳*; 浅野 駿*; 佐藤 研太朗*; 藤田 全基*; 脇本 秀一; 筒井 健二*; 曽田 繁利*; 宮脇 淳*; 丹羽 秀治*; et al.

Physical Review B, 96(11), p.115148_1 - 115148_8, 2017/09

AA2017-0402.pdf:0.81MB

 被引用回数:23 パーセンタイル:78.61(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigate electronic excitations in La$$_{2-x}$$(Br,Sr)$$_x$$CuO$$_4$$ using resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) at the oxygen $$K$$ edge. We observed momentum-dependent spectral weight below 1 eV, which is consistent with theoretical calculation of the dynamical charge structure factor on oxygen orbitals in a three-band Hubbard model. Our results confirm that the momentum-dependent charge excitations exist on the order of the transfer energy ($$t$$), and the broad spectral line shape indicates damped and incoherent character of the charge excitations at the energy range in the doped Mott insulators.

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:43.29(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

Magnetoelectric effect driven by magnetic domain modification in LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

神戸 高志*; 深田 幸正*; 狩野 旬*; 永田 知子*; 岡崎 宏之*; 横谷 尚睦*; 脇本 秀一; 加倉井 和久; 池田 直*

Physical Review Letters, 110(11), p.117602_1 - 117602_5, 2013/03

 被引用回数:24 パーセンタイル:77.53(Physics, Multidisciplinary)

The magnetocapacitance effect was investigated using impedance spectroscopy on single crystals of LuFe$$_2$$O$$_4$$. The intrinsic impedance response could be separated from the interfacial response and showed a clear hysteresis loop below $$T_{rm Ferri} sim$$ 240 under the magnetic field. The neutron diffraction experiment under the magnetic field proves the origin of the dielectric property related to the motion of the nanosized ferromagnetic domain boundary. These results imply that the modification of the microscopic domain structure is responsible for the magnetoelectric effect in LuFe$$_2$$O$$_4$$.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters have attracted much attention because of their available wide energy range for polarizing neutrons and their large solid-angle. To use $$^{3}$$He neutron spin filters for the experiments, it is necessary to produce glass cells with good quality. For this purpose, we made research on the glass cells from several aspects. Firstly, we investigated on the microscopic structure for several glasses by means of X-ray diffraction measurement and tried to find a good measure of evaluating the quality of the cells in terms of their structure. Secondly, we investigated on the glass window, which the laser beam passes through for optical pumping. Thirdly, the cells should be optimized for the polarized neutron scattering experiments and the background from the cells needs to be evaluated. The scattered intensity from the cell in small-angle neutron scattering will also be presented.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.33(Physics, Condensed Matter)

Glass cells play an important role in polarized $$^{3}$$He neutron spin filters. To evaluate the scattering and absorption contribution from glass cells during neutron scattering experiments, we measured small-angle scattering and neutron transmission in GE180 and other glasses. To pursue the possibility of being a structural influence on $$^{3}$$He spin relaxation in GE180 glass cells, we performed precise X-ray diffraction measurement using synchrotron radiation at SPring-8. From these measurements, a structural difference was observed among GE180 glasses with different thermal treatments.

論文

Characterization of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 新井 正敏; 武田 全康; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 634(1, Suppl.), p.S122 - S125, 2011/04

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters are promising neutron polarizers in polarized neutron scattering experiments at facilities with two-dimensional detectors and pulsed neutron source. Although they are now operational at several institutions, it is still desired to be developed. Among required factors for the development, the study on the glasses in the filters is one of the important issues. In this paper, we report our recent investigation on the glass cells such as X-ray diffraction measurements and the measurements of the degree of circular polarization of the transmitted laser light through the glass window in the filter.

論文

Fe-doping effects on magnetism in hole-type superconductors of (Bi,Pb)$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CuO$$_{6}$$

平賀 晴弘*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 山田 和芳*

Journal of Physics; Conference Series, 200, p.012059_1 - 012059_4, 2010/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.04

Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+delta'}$$に対してFeドーピングがスピン相関に与える影響を探った。磁気効果による中性子非弾性散乱がincommensurateな位置に観測され、その性質がオーバードープ相においてLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$とは異なることがわかった。オーバードープ相での異常を動的ストライプモデルから考察した。

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:75.67(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

Ni-impurity effect in high-$$T_c$$ cuprates studied by neutron scattering and XAFS spectroscopy

平賀 晴弘*; 脇本 秀一; 松田 雅昌; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 山田 和芳*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3136 - 3138, 2008/12

Neutron scattering experiments using La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$Cu$$_{1-y}$$Ni$$_{y}$$O$$_{4}$$ clarified that the parallel spin-density modulations (SDMs) in the superconducting phase are susceptible to Ni, in the same way as the diagonal SDMs in the insulating spin-glass phase. Ni substitution reduces the mobile hole concentration from $$x$$ down to $$x-y$$. Polarized XAFS measurements using Ni K-edge probe two types of Ni valence states; Ni$$^{2+}$$ and Ni$$^{(2+alpha)+}$$. It indicates that a strong hole localization occurs around Ni, resulting in an effective spin- value at Ni sites. Therefore, a charge impurity nature of Ni is most likely realized when $$x>y$$.

論文

Ni-impurity effect in high-$$T_c$$ cuprates studied by neutron scattering and XAFS spectroscopy

平賀 晴弘*; 脇本 秀一; 松田 雅昌; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 山田 和芳*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3136 - 3138, 2008/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:12.82(Chemistry, Multidisciplinary)

La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$Cu$$_{1-y}$$Ni$$_{y}$$O$$_{4}$$に対して中性子回折実験を行い、スピングラス状態に見られる対角スピン密度波と同様、超伝導状態に見られる平行スピン密度波もNiのドープに影響されやすいことが判明した。Niの置換は伝道に寄与するホールを減少させる効果が示唆される。偏光X線吸収分光においては、2種類のNiの価電子状態を発見した。これはホールがNi近傍に束縛されていることとともに、Niの有効スピン状態1/2を強く示唆するものである。よって、Niの電荷添加物としての効果はSrドープ量より大きくなったときに初めて実現されるものと考えられる。

報告書

核破砕ターゲットリモートハンドリング実証試験装置

神永 雅紀; 佐々木 忍; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 秋元 敦*; 安達 潤一*; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2000-060, 37 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-060.pdf:5.54MB

原研とKEKが共同で建設計画を進めている中性子散乱施設では、大強度陽子加速器から1MWのパルス状陽子ビームを水銀ターゲットに入射させ、核破砕反応により発生した中性子を生命・物質科学等の先端分野の研究に利用する計画である。水銀ターゲット容器は、陽子ビーム及び中性子による照射損傷等により数ヶ月間の運転ごとに交換が必要である。水銀ターゲット容器の交換では、容器が強く放射化しているため、リモートハンドリングによる取り扱いが必須となる。そこで、3次元シミュレーション解析を実施し、ターゲット容器の最適なリモートハンドリングによる交換作業手順とそれに必要な機器を定めた。本報では、リモートハンドリング機器の機能を実証するため計画した実規模ターゲットリモートハンドリング実証試験装置の仕様及び試験計画について述べる。

論文

An Investigation of steel plate-cast iron hybrid casting process for recycling of low level radioactive metal waste

中村 寿; 平林 孝圀; 秋本 純*; 高橋 賢次*; 進藤 秀明; 櫻井 大八郎*; Almansour, A.*; 岡根 利光*; 梅田 高照*

Materials Science Forum, 329-330, p.441 - 448, 2000/00

放射性金属の再利用に適した新しい鋳造技術の開発試験として、鉄板の型枠に金属の溶湯を流し込み、繰り返し使用ができる鉄球で除熱を行う廃棄物収納容器の鋳造試験を、容器の一部を模擬した部分試験体や小型試験体等を用いて実施した。この試験に関して、鋳込み時の溶湯の湯流れ性や型枠の熱変形特性をシミュレーションするため、熱流動解析プログラムJS-CASTにより凝固解析を、非線形汎用構造解析プログラムMARKにより変形解析を行った。その結果、(1)湯流れを考慮することで最終凝固位置が試験結果に近づくこと、(2)解析から得られた変形量及び変形パターンはほぼ試験結果と一致することなどが確認できた。本論文は、この鋳造試験に対する凝固解析及びそれに基づく変形解析の結果を中心に、試験結果との対比も含めて述べたものである。

論文

Steel plate-cast iron hybrid casting with steel shot mold

中村 寿; 平林 孝圀; 秋本 純*; 高橋 賢次*; 進藤 秀明*; 櫻井 大八郎*; Almansour, A.*; 岡根 利光*; 梅田 高照*

Proceedings Modeling of Casting & Solidification Processes 4, 1999, p.437 - 445, 1999/09

原子炉の解体により発生するレベルの低い放射性廃棄物の再利用を目的に、鋼板製の型枠に放射性金属の溶湯を流し込み、鉄球により除熱を行うことで廃棄物収納容器の鋳造を行うことを想定した鉄球-金型複合鋳造法にかかわる試験、及び鋳造した容器内に放射能レベルの高い廃棄物を置き、溶湯で固定化して廃棄体とすることを想定した多重鋳造廃棄体の鋳造試験を行っている。これらの試験に関して、鋳込み時の溶湯の湯流れ性や容器の熱変形量を求めるため、湯流れ・凝固解析プログラムJSCASTにより凝固解析を、非線形構造解析プログラムMARCにより変形解析を行った。本論文は、これまでに実施した鋳造試験の概要及びその結果と凝固・変形解析結果との対比について述べたものである。

論文

An Investigation of steel plate-cast iron hybrid casting process for recycling of low level radioactive metal waste

中村 寿; 平林 孝圀; 秋本 純*; 高橋 賢次*; 進藤 秀明*; 櫻井 大八郎*; Almansour, A.*; 岡根 利光*; 梅田 高照*

Int. J.Cast Metals Res., 11(5), p.339 - 343, 1999/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

原子炉の解体により発生する低レベル放射性廃棄物の再利用を目的に、放射性の金属を再利用して廃棄物収納容器の鋳造を行うことを想定した新しい鋳造方法の開発を行った。この方法の特徴は、鋼板製の型枠に金属の溶湯を流し込み、繰り返し使用ができる鉄球により除熱を行うことで容器を鋳造することにある。鋳造試験はおもに容器の一部を模擬した部分試験体や小型試験体等を用いて行った。また、鋳込み時の溶湯の湯流れ性や型枠の熱変形量を求めるため、湯流れ・凝固解析プログラムJS-CASTにより凝固解析を、非線形汎用構造解析プログラムMARCにより変形解析を行った。本論文は、この鉄球複合鋳造法による廃棄物収納容器の鋳造試験を対象に、鉄球複合鋳造法の概念、鋳造試験の結果及び凝固解析や変形解析から得られた知見について述べたものである。

口頭

Resonant inelastic X-ray scattering study of stripe-ordered La$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$ at the Ni-K Edge

脇本 秀一; 石井 賢司; 木村 宏之*; 池内 和彦; 水木 純一郎; 山田 和芳*; Shvyd'ko, Y.*

no journal, , 

モット絶縁体に電荷を導入すると、モットギャップ内に「インギャップバンド」が形成されることが知られているが、その起源は明らかにされていない。近年、Homesらにより、中性子散乱実験で観測されているストライプ秩序が「インギャップバンド」の起源として提唱された。この真偽を確かめるため、強固な電荷ストライプ秩序を持つLa$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$を用いて、Ni-K吸収端共鳴非弾性X線散乱実験を行い、電荷励起を調べた。結果、電荷ストライプの並進に対応する運動量変化位置に、新たな電荷励起を発見した。本発表ではその詳細を報告する。

口頭

ストライプ秩序を持つLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$及びLa$$_{2-x}$$Ba$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の共鳴X線非弾性散乱

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

no journal, , 

銅酸化物高温超伝導体であるLa$$_{2-x}$$(Sr,Ba)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ (LSCO, LBCO)や、その関連物質であるLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$ (LSNO)は、ホールをドープすることでストライプ秩序を示す。本研究では、ストライプの動的揺らぎを観測することを目標に、ストライプ秩序を示すLSNO x=1/3, LBCO x=1/8, LSCO x=0.12、及び強固なストライプ秩序を示さないLBCO x=0.08を用い、共鳴X線非弾性散乱実験を行った。結果、L(B,S)COのparallel stripe, LSNOのdiagonal stripeのいずれにおいても、ストライプの並進周期に対応する運動量変化qsでのみ、0.7$$sim$$1eV付近に新たな散乱強度が現れることを発見した。しかし、この励起はストライプ秩序を示さないLBCO x=0.08では見られなかった。この励起はストライプなcollectiveな揺らぎ、collective stripe excitationとして解釈できる。

口頭

偏極$${}^{3}$$He中性子スピンフィルターの開発,3

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 武田 全康; 脇本 秀一; et al.

no journal, , 

偏極中性子散乱実験は物質の磁気構造を明らかにするうえで極めて有効な手段である。JRR-3においても偏極中性子散乱実験はこれまで盛んに行われてきているが、100meV以上の高エネルギーの中性子の偏極については対応しきれず、これを可能にする$$^{3}$$Heスピンフィルターの適応が待ち望まれていた。一方、強力なパルス中性子線源を有するJ-PARCでは、高エネルギー領域を含む広いエネルギー領域の中性子を一度に偏極させることが望まれる。このとき、$$^{3}$$Heスピンフィルターを用いればこれが可能となる。また、セルを大型化すれば、大きい立体角での検極が可能となるという利点がある。以上のような観点から、われわれは、開発中の$$^{3}$$Heスピンフィルター(講演番号27pYK-8, 9)を実際の偏極中性子散乱実験に適応させるテスト実験を計画中である。本講演では、その計画と準備の詳細について報告する。

口頭

高速合成CVD単結晶ダイヤモンドによる14MeV中性子応答関数測定

佐藤 圭*; 垣本 明徳*; 金子 純一*; 藤田 文行*; 坪内 信輝*; 杢野 由明*; 茶谷原 昭義*; 佐藤 聡; 今野 雄太*; 本間 彰*; et al.

no journal, , 

人工ダイヤモンドによる14MeV中性子エネルギースペクトロメーターの実用化に向けて、結晶合成及び各種評価を行っている。本研究では、高品質大型基板開発の一環として、産業技術総合研究所で基板用用途向けに高速合成された一辺9mm程度の三角形の大型CVD単結晶ダイヤモンド自立膜から、マイクロ波プラズマCVD装置を使用し、基板温度:900度,ガス圧力:160Torr,メタン濃度:10%で結晶を合成し、検出器を試作した。本検出器を用いて、原子力機構の核融合中性子源(FNS)で、14MeV中性子応答関数測定実験を行い、$$^{12}$$C(n,$$alpha$$)$$^{9}$$Be反応によるピーク(4%程度のエネルギー分解能)の観測に成功した。これによりメタン濃度10%の高メタン濃度の合成条件でもエネルギースペクトロメーターグレードのCVD単結晶が得られることがわかった。

口頭

Evaluation of CVD diamonds for a DT neutron energy spectrometer

佐藤 圭*; 金子 純一*; 藤田 文行*; 垣本 明徳*; 坪内 信輝*; 杢野 由明*; 茶谷原 昭義*; 佐藤 聡; 今野 雄太*; 本間 彰*; et al.

no journal, , 

DTプラズマイオン温度測定のための$$^{12}$$C(n,$$alpha$$)$$^{9}$$Be反応を用いたダイヤモンドエネルギースペクトロメーターの開発の一環として、産業技術総合研究所において基板用途向けに10%の高メタン濃度で合成された大型CVD単結晶ダイヤモンド自立膜から検出器を合成し、原子力機構の核融合中性子源(FNS)で、14MeV中性子に対する応答関数を測定した。併せて、エレメントシックスで合成されたエレクトロニクスグレードダイヤモンドから製作した検出器に関しても、応答関数を測定した。その結果、いずれの検出器でも、14MeV中性子に対して4%程度のエネルギー分解能が得られ、メタン濃度10%の条件であっても、エネルギースペクトロメーターグレードの結晶が合成可能であることがわかった。

口頭

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターのガラスセルの開発

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 武田 全康; 脇本 秀一; et al.

no journal, , 

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターは、100meV以上の高エネルギーにまで渡る白色中性子を偏極させることができること,大立体角をカバーできることから、偏極素子として偏極中性子散乱実験で用いられることが期待されている。ILLやNIST等では既に実用化されている段階にあるが、より高い$$^{3}$$He偏極率とより長い緩和時間を得、散乱実験の現場での要求に答えるためには、未だ多くの開発的要素を抱えている。ガラスセルの開発もその一つである。本講演では、(1)セルの大型化,(2)レーザー光の効率的なセル内への導入,(3)フィルターの性能とガラス物性の関係、といった観点からガラスセル開発について最近われわれが行ってきた取り組みを詳しく報告する。

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