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論文

Melting of Pb charge glass and simultaneous Pb-Cr charge transfer in PbCrO$$_{3}$$ as the origin of volume collapse

Yu, R.*; 北條 元*; 綿貫 徹; 水牧 仁一朗*; 溝川 貴司*; 岡 研吾*; Kim, H.*; 町田 晃彦; 榊 浩司*; 中村 優美子*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 137(39), p.12719 - 12728, 2015/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:44.02(Chemistry, Multidisciplinary)

立方晶ペロブスカイトPbCrO$$_{3}$$が常温常圧において、鉛の価数に関する電荷ガラス状態であり、その結果、鉛の位置にランダムネスのある構造をとっていることを明らかにした。鉛の価数は2価と4価に価数分離しており、鉛の位置は、A-site中心からのシフトが3倍周期の縦波型変調を持つ2つの副格子で表される短距離秩序を持つことを明らかにした。加圧すると鉛-クロム間の電荷移動が生じ、それにより電荷ガラスが解消され、絶縁体-金属相転移が起こることも明らかにした。この圧力誘起の電荷ガラス融解が、PbCrO$$_{3}$$で知られていた大きな体積収縮を伴った立方晶-立方晶の同型構造相転移の起源であることが分かった。

論文

New PbTiO$$_{3}$$-type giant tetragonal compound Bi$$_{2}$$ZnVO$$_{6}$$ and its stability under pressure

Yu, R.*; 北條 元*; 岡 研吾*; 綿貫 徹; 町田 晃彦; 清水 啓佑*; 中野 紀穂*; 東 正樹*

Chemistry of Materials, 27(6), p.2012 - 2017, 2015/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:37.96(Chemistry, Physical)

新しいPbTiO$$_{3}$$型ペロブスカイト化合物であるBi$$_{2}$$ZnVO$$_{6}$$の合成に成功した。正方晶の軸比が1.26と大きな軸異方性を持ち、点電荷モデルから計算される分極はPbTiO$$_{3}$$型ペロブスカイト化合物のなかでは最大を示す。この化合物は圧力誘起構造相転移を起こし、6万気圧で分極のないGdFeO$$_{3}$$型構造へと変化する。

論文

Suppression of temperature hysteresis in negative thermal expansion compound BiNi$$_{1-x}$$Fe$$_{x}$$O$$_{3}$$ 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:40 パーセンタイル:10.94(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。

論文

Superconductivity in noncentrosymmetric iridium silicide Li$$_2$$IrSi$$_3$$

Pyon, S.*; 工藤 一貴*; 松村 純一*; 石井 博文*; 松尾 元太*; 野原 実*; 北條 元*; 岡 研吾*; 東 正樹*; Garlea, V. O.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 83(9), p.093706_1 - 093706_5, 2014/09

 被引用回数:18 パーセンタイル:21.66(Physics, Multidisciplinary)

The effects of lithium absorption on the crystal structure and electronic properties of IrSi$$_3$$, a binary silicide with a noncentrosymmetric crystal structure, were studied. X-ray and neutron diffraction experiments revealed that hexagonal IrSi$$_3$$ (space group $$P6_3mc$$) transforms into trigonal Li$$_2$$IrSi$$_3$$ (space group $$P31c$$) upon lithium absorption. The structure of Li$$_2$$IrSi$$_3$$ is found to consist of a planar kagome network of silicon atoms with Li and Ir spaced at unequal distances between the kagome layers, resulting in a polar structure along the c-axis. Li$$_2$$IrSi$$_3$$ exhibited type-II superconductivity with a transition temperature $$T_{rm c}$$ of 3.8 K, displaying a structure type that no previous superconductors have been reported to have.

論文

Colossal negative thermal expansion in BiNiO$$_{3}$$ induced by intermetallic charge transfer

東 正樹*; Chen, W.*; 関 隼人*; Czapski, M.*; Olga, S.*; 岡 研吾*; 水牧 仁一朗*; 綿貫 徹; 石松 直樹*; 河村 直己*; et al.

Nature Communications (Internet), 2, p.347_1 - 347_5, 2011/06

 被引用回数:240 パーセンタイル:1.16(Multidisciplinary Sciences)

ペロブスカイト化合物Bi$$_{0.95}$$La$$_{0.05}$$NiO$$_{3}$$が、室温から120度の温度域で、温度上昇1度あたり100万分の82(-82$$times$$10$$^{-6}$$/度)という、マンガン窒化物を基本とする既存材料の3倍以上の負の線熱膨張係数を持つことを発見した。母物質のニッケル酸ビスマス(BiNiO$$_{3}$$)は、ビスマス(Bi)の半分が3価、残りの半分が5価という、特異な酸化状態を持っている。この物質を加圧すると、ニッケル(Ni)の電子が一つ5価のビスマスに移り、ニッケルの価数が2価から3価に変化し、酸素をより強く引きつけるようになることがわかった。この際、ペロブスカイト構造の骨格をつくるニッケル-酸素の結合が縮むため、圧力の効果以上の体積収縮が起こる。さらに、ビスマスを一部ランタン(La)で置換すると、Bi$$^{5+}$$が不安定になり、昇温によって同様の変化を起こせることもわかった。この際にも、ニッケル-酸素結合の収縮に伴って、120度の温度範囲に渡り、約3%の体積収縮が起こる。この変化は徐々に起こるので、広い温度範囲に渡って連続的に長さが収縮する、負の熱膨張につながっている。

論文

Synthesis, crystal structure, and magnetic properties of Bi$$_3$$Mn$$_4$$O$$_{12}$$(NO$$_3$$) oxynitrate comprising $$S$$=3/2 honeycomb lattice

Smirnova, O.*; 東 正樹*; 熊田 伸弘*; 草野 圭弘*; 松田 雅昌; 島川 祐一*; 武井 貴弘*; 米崎 功記*; 木野村 暢一*

Journal of the American Chemical Society, 131(23), p.8313 - 8317, 2009/05

 被引用回数:100 パーセンタイル:8.54(Chemistry, Multidisciplinary)

水熱合成によって得られたBi$$_3$$Mn$$_4$$O$$_{12}$$(NO$$_3$$)の中性子回折とFT-IR解析を行い、平坦なNO$$_3$$層と二枚のPbSb$$_2$$O$$_6$$的ブロック層が交互に積層した新しい構造を有することを明らかにした。Mn$$^{4+}$$($$S$$=3/2)は規則的なハニカム格子を構成し、帯磁率は2次元磁性を示す。また、ワイス温度が$$-$$257Kと高いにもかかわらず、磁気長距離秩序が0.4Kまで観測されなかった。これは、最近接と次近接相互作用の間の競合に起因する磁気フラストレーションによるものであると考えられる。

論文

Quasiparticle interference and superconducting gap in Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$

花栗 哲郎*; 幸坂 祐生*; Davis, J. C.*; Lupien, C.*; 山田 幾也*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 大石 一城; 小野 雅紀*; 高木 英典*

Nature Physics, 3(12), p.865 - 871, 2007/12

 被引用回数:128 パーセンタイル:3.91(Physics, Multidisciplinary)

High-transition-temperature (high-$$T_c$$) superconductivity is ubiquitous in the cuprates containing CuO$$_2$$ planes, but each cuprate has its own character. The study of the material dependence of the $$d$$-wave superconducting gap (SG) should provide important insights into the mechanism of high-$$T_c$$ superconductivity. However, because of the "pseudogap" phenomenon, it is often unclear whether the energy gaps observed by spectroscopic techniques really represent the SG. Here, we use scanning tunnelling spectroscopy to image nearly optimally doped Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$ (Na-CCOC) with $$T_c=25 sim 28$$ K. It enables us to observe the quasiparticle interference effect in this material, through which we obtain unambiguous information on the SG. Our analysis of quasiparticle interference in Na-CCOC reveals that the SG dispersion near the gap node is almost identical to that of Bi$$_2$$Sr$$_2$$CaCu$$_2$$O$$_y$$ (Bi2212) at the same doping level, despite the $$T_c$$ of Bi2212 being three times higher than that of Na-CCOC. We also find that the SG in Na-CCOC is confined in narrower energy and momentum ranges than Bi2212, which explains $$-$$ at least in part $$-$$ the remarkable material dependence of $$T_c$$.

論文

Low-energy spectroscopic mapping studies in optimally-doped Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$

花栗 哲郎*; 幸坂 祐生*; Davis, J. C.*; Lupien, C.*; 山田 幾也*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 大石 一城; 高木 英典*

Physica C, 460-462, p.954 - 955, 2007/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.62(Physics, Applied)

高分解能走査型トンネル顕微鏡により最適ドープのCa$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$の研究を行った。以前低ドープの試料で見られていた「チェッカーボード」と呼ばれる局所状態密度の変調がここでも見られた。また、空間的に不均一なギャップが見られ、このギャップは昇温とともに消失する傾向にあった。これらの結果はギャップチェッカーボード型変調と共存した超伝導に関係していることを示唆する。

論文

Origin of the monoclinic-to-monoclinic phase transition and evidence for the centrosymmetric crystal structure of BiMnO$$_3$$

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 横澤 忠洋*; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 木本 浩司*; 松井 良夫*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 129(4), p.971 - 977, 2007/01

 被引用回数:158 パーセンタイル:4.62(Chemistry, Multidisciplinary)

BiMnO$$_3$$の単相多結晶試料を高圧合成し、その結晶構造を制限視野電子回折,収束電子線回折,中性子回折データを用いたリートベルト解析により調べた。制限視野電子線回折,収束電子線回折のデータはBiMnO$$_3$$が300Kで中心対称を有するC2/cであることを示している。Mn-O結合長の解析結果は、BiMnO$$_3$$が300Kで軌道秩序し、474Kではその秩序がなくなっていることを示している。474Kでの相転移は磁化,有効磁気モーメント,ワイス温度の小さなとびを伴う一次相転移である。

論文

Neutron powder diffraction study on the crystal and magnetic structures of BiCoO$$_3$$

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 新高 誠司*; 東 正樹*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*; 泉 富士夫*; et al.

Chemistry of Materials, 18(3), p.798 - 803, 2006/02

 被引用回数:226 パーセンタイル:1.43(Chemistry, Physical)

BiCoO$$_3$$の結晶構造と磁気構造を、T=5$$sim$$520Kで測定した粉末中性子回折データのリートベルト解析によって決定した。BiCoO$$_3$$は測定したすべての温度範囲で、BaTiO$$_3$$, PbTiO$$_3$$と同形の結晶構造である。BiCoO$$_3$$は絶縁体で、ネール温度470Kである。この反強磁性秩序に対して、伝播ベクトルk=(1/2, 1/2, 0)のモデルを提案した。このモデルではCo$$^{3+}$$イオンの磁気モーメントが、c軸方向には平行に、ab面内には反強磁性的に整列している。つまり反強磁性秩序したab面がc軸方向に強磁性的に積み重なり、C型の反強磁性磁気構造を形成している。精密化された磁気モーメントの値は5Kで3.24$$mu$$$$_{{it B}}$$,300Kで2.92$$mu$$$$_{{it B}}$$である。またBiCoO$$_3$$の化学量論比からのずれがないことが確認された。BiCoO$$_3$$は大気中、720K以上ではCo$$_3$$O$$_4$$とBi$$_{25}$$CoO$$_{39}$$に分解する。

論文

Magnetic excitations from the linear Heisenberg antiferromagnetic spin trimer system A$$_3$$Cu$$_3$$(PO$$_4$$)$$_4$$ (A=Ca, Sr, and Pb)

松田 雅昌; 加倉井 和久; Belik, A. A.*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 藤田 全基*

Physical Review B, 71(14), p.144411_1 - 144411_5, 2005/04

 被引用回数:29 パーセンタイル:25.34(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子散乱により直鎖トライマー系A$$_3$$Cu$$_3$$(PO$$_4$$)$$_4$$(A=Ca, Sr, Pb)の磁気励起を測定した。励起スペクトルのエネルギー,Q,温度依存性の解析の結果、これらの物質は典型的なハイゼンベルグ反強磁性直鎖トライマー系であることを明らかにした。また、トライマー内の相互作用をA$$_3$$Cu$$_3$$(PO$$_4$$)$$_4$$(A=Ca, Sr, Pb)に対してそれぞれ9.39(4), 9.99(4), 9.07(4)meVと決定した。

論文

Experiences of Remote Operated Dismantling of Glove-Box

岡田 尚; 浅妻 新一郎; 嘉代 甲子男; 松本 正喜

International Waste Management Symposia 2005(WM'05, 8 Pages, 2005/00

Pu3開発室の解体設備において、遠隔操作によるグローブボックス(GB)の解体作業の実績をまとめた。GB解体作業の45%が遠隔操作で実施できることを確認し、また従来法の作業員による直接解体と比較し、ほぼ同等の作業効率が得られる見通しを得た。さらに遠隔解体の今後の課題について整理した。

報告書

グローブボックスの遠隔解体作業における切断粉の飛散防止対策の検討試験報告書

浅妻 新一郎; 岡田 尚; 嘉代 甲子男; 松本 正喜; 仲田 啓二*; 権守 清美*; 戸田 力也*

JNC-TN8430 2003-011, 56 Pages, 2004/01

JNC-TN8430-2003-011.pdf:2.07MB

プルトニウム燃料センター環境保全部技術開発室では、プルトニウム燃料第三開発室の解体設備(工程設備解体室内設置)において、供用済みのGB及び内装設備を対象に、パワーマニュプレータ等による解体作業を通して遠隔解体技術の開発を実施している。その際、ディスクグラインダーによる切断作業では高温の切粉(火花)が発生、飛散することから防火管理上の問題があった。また、本解体設備では監視窓からパワーマニュプレタ等で遠隔操作を行う作業であるため、本操作に適した火花への対応が望まれていた。このため火花が発生する切断作業において、火花の拡散を抑制する「飛散防止用パネル」対策を考案し、モックアップ試験においてその有効性を確認した。加えて、その他の防火対策として「プレフィルタへの前面の衝立」「プレフィルタの不燃化」についてその有効性を確認した。

論文

放射光X線回折を利用した高圧合成研究

東 正樹*; 斎藤 高志*; 新高 誠司*; 石渡 晋太郎*; 神田 浩周*; 山田 幾也*; 高野 幹夫*; 内海 渉

固体物理, 38(2), p.141 - 150, 2003/02

放射光X線回折実験を高圧相遷移金属酸化物の単結晶育成に応用した研究、並びに高圧合成された微量の試料を用いた構造解析の実例について紹介する。放射光を用いた高温高圧下その場X線回折実験により、試料の相転移,融解,凝固などが起こる温度圧力条件についての詳細な情報が得られ、それをもとに、実験室での単結晶育成が効率的に行われている。

論文

Single-crystal growth of transition metal oxides at high pressures of several GPa

東 正樹*; 斎藤 高志*; 石渡 晋太郎*; 吉田 裕史*; 高野 幹夫*; 高坂 祐樹*; 高木 英典*; 内海 渉

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(44), p.11321 - 11324, 2002/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:59.62(Physics, Condensed Matter)

数万気圧の高圧下におけるX線回折実験の結果をもとに、種々の遷移金属酸化物の単結晶育成を行った。(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$, CaNaCu$$_{2}$$Cl$$_{2}$$, CaFeO$$_{3}$$の結果について報告する。

論文

Single crystal growth of the high pressure phase of (VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$ at 3GPa

斎藤 高志*; 寺島 敬*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 後藤 忠志*; 大田 宏*; 内海 渉; Bordet, P.*; Johnston, D. C.*

Journal of Solid State Chemistry, 153(1), p.124 - 131, 2000/08

 被引用回数:35 パーセンタイル:20.16(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$の高圧相の単結晶を3GPaの圧力下で、温度を高温から徐冷することによって得た。合成に先立ち、放射光によるその場観察実験を行い、合成条件を効率的に探ることができた。得られた単結晶について、X線回折,磁気測定などが行われた。

論文

原研ビームライン(BL14B1)における高温高圧下X線回折実験

内海 渉; 片山 芳則; 水谷 剛; 下村 理; 山片 正明*; 東 正樹*; 斎藤 高志*

日本結晶学会誌, 42(1), p.59 - 67, 2000/02

SPring-8における原研ビームラインのひとつであるBL14B1偏向電磁石ビームラインで行われている高温高圧下でのX線回折実験についてその概要を説明する。本ビームラインにおいては、光学系の切り替えによって白色・単色を目的によって切り替えることができ、エネルギー分散型、角度分散型X線回折実験、並びにXAFS実験が行えるようになっている。高圧装置として、DIA型のキュービックアンビル装置が設置されており、超硬合金製のアンビルを用いて、約10GPa、1500$$^{circ}C$$程度までの圧力温度範囲での実験が可能である。これまで行われてきた実験のうち、セレン、リンなどの液体における圧力誘起相転移、スピンギャップ化合物(VO$$_{2}$$)P$$_{2}$$O$$_{7}$$における高圧相転移の例を紹介する。

論文

スピンギャップ化合物(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$高圧相の磁性と単結晶作製

斎藤 高志*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 広井 善二*; 鳴海 康雄*; 金道 浩一*; 内海 渉

粉体および粉末冶金, 46(9), p.1014 - 1019, 1999/09

(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$の高圧相の単結晶を3GPaの圧力下で、温度を高温から徐冷することによって得た。合成に先立ち、放射光によるその場観察実験を行い、合成条件を効率的に探ることができた。得られた単結晶について、X線回折,磁気測定などが行われた。

口頭

金属絶縁体転移を示すPrNiO$$_{3}$$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$$_{3}$$)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$$_{3}$$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。

口頭

Photodissociation dynamics of water in K-edge energy region

下條 竜夫*; 國分 美希*; 本間 健二*; Harries, J.; 大浦 正樹*; Sullivan, J. P.*; 東 善郎*

no journal, , 

分子の内殻電子一つをそのイオン化閾値直上(もしくは直下)の状態に励起させると、Born-Oppenheimer近似が適応しないシステムになり、不安定イオンと低エネルギー電子の相互作用について情報が得られる。システムの殻になるイオンがオージェ電子を出し分離すると、励起状態の電子が解離フラグメントにまたキャプチャーされる可能性がある。本研究で水分子のO1s励起の場合について調べる。実験法は(1)水素イオンH$$^+$$が励起電子をキャプチャーするときに生成される準安定状態水素原子の測定。(2)励起状態水素原子が基底状態に落ちる際に生成されるライマン-$$alpha$$光の測定。(3)酸素イオン(O$$^+$$又はO$$^{++}$$)が励起電子をキャプチャーするときに生成される低エネルギーオージェ電子の測定。

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