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論文

Observation of two fine structures related to the hidden order in the spectral functions of URu$$_2$$Si$$_2$$

吉田 力矢*; 福井 仁紀*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 大川 万里生*; Malaeb, W.*; Shin, S.*; 村岡 祐治*; 横谷 尚睦*

Physical Review B, 85(24), p.241102_1 - 241102_4, 2012/06

 被引用回数:16 パーセンタイル:58.65(Materials Science, Multidisciplinary)

The spectral functions of URu$$_2$$Si$$_2$$ in the hidden-order state are studied by means of ultrahigh-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy. High signal-to-noise ratio data uncover the existence of two anomalous fine structures. The structures can be explained by neither ordinary bands nor the development of a hybridization of two states. As a possible origin, we suggest the existence of electron-mode coupling in the ordered state.

論文

Electronic structure of U(Ru$$_{1-x}$$Rh$$_{x}$$)$$_2$$Si$$_2$$ studied by laser angle-resolved photoemission spectroscopy

吉田 力矢*; 中村 祥明*; 福井 仁紀*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 大川 万里生*; Shin, S.*; 平井 正明*; 村岡 祐治*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 273, p.012021_1 - 012021_4, 2011/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:36.07

Electronic structures of U(Ru$$_{1-x}$$Rh$$_x$$)$$_2$$Si$$_2$$ is studied employing ultrahigh-resolution laser angle-resolved photoemission spectroscopy. A hole-like dispersive feature, which presumably has Rh $$d$$-band character, was observed.However, although a heavy quasiparticle band appears in the hidden-order state of URu$$_2$$Si$$_2$$ ($$x$$ = 0), it was not observed for $$x$$ = 0.03 over the temperature range studied.

論文

Signature of hidden order and evidence for periodicity modification in URu$$_2$$Si$$_2$$

吉田 力矢*; 中村 祥明*; 福井 仁紀*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 大川 万里生*; Shin, S.*; 平井 正明*; 村岡 祐治*; et al.

Physical Review B, 82(20), p.205108_1 - 205108_6, 2010/11

 被引用回数:57 パーセンタイル:88.43(Materials Science, Multidisciplinary)

The detail of electronic structures near the Fermi level in URu$$_2$$Si$$_2$$ has been investigated employing state-of-art laser angle-resolved photoemission spectroscopy. The observation of a narrow dispersive band near the Fermi level in the ordered state as well as its absence in RH-substituted sample strongly suggest that the emergence of the narrow band is a clear signature of the hidden-order transition.

論文

Proton-production double-differential cross sections for 300-MeV and 392-MeV proton-induced reactions

岩元 大樹; 今村 稔*; 古場 裕介*; 福井 義則*; 若林 源一郎*; 魚住 祐介*; 金 政浩; 岩元 洋介; 芳原 新也*; 中野 正博*

Physical Review C, 82(3), p.034604_1 - 034604_8, 2010/09

 被引用回数:10 パーセンタイル:58.53(Physics, Nuclear)

300MeV及び392MeV陽子入射反応におけるO, V, Tb, Ta, Au, Pb及びBiに対する陽子生成二重微分断面積を測定した。放出陽子のエネルギーを$$Delta$$$$E$$-$$E$$測定法によって積層型シンチレーション検出器を用いて測定した。測定結果を核内カスケードモデル及び量子分子動力学モデルと比較し、両モデルとも二重微分断面積スペクトルをよく再現するが、最前方及び後方で相違が生じることを示した。この相違は核ポテンシャルによる屈折によって説明できることを明らかにした。この知見に基づき、Kalbachの系統式と核内カスケードモデルの1ステップ計算を組合せることによって、角度分布を再現することに成功した。さらに、実験に基づく考察から、核内カスケードモデルの1ステップ計算における準弾性散乱の寄与は、標的核が軽くなるほど、また放出エネルギーが増加するほど大きくなることを示した。

論文

Structure of liquid water under high pressure up to 17 GPa

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 池田 隆司; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 舟越 賢一*

Physical Review B, 81(1), p.014109_1 - 014109_6, 2010/01

 被引用回数:64 パーセンタイル:90.18(Materials Science, Multidisciplinary)

液体の水の構造を融解曲線に沿って、17.1GPa, 850Kまで、X線回折その場回折法によって調べた。低圧では、局所構造は、配位数が増加することによって、単純液体的な構造へと変化した。4GPa付近で分子が密に詰まった構造になると、それ以上の圧縮によって、分子間距離が縮むことによって、体積が収縮した。古典的な分子同力学シミュレーションは、実験結果をよく再現したが、一致の程度は圧力に依存した。対ポテンシャルモデルの限界について議論を行った。

論文

高温高圧下でのXAFS法と回折法によるAgIの研究(MS35)

吉朝 朗*; 有馬 寛; 福井 宏之*; 奥部 真樹*; 片山 芳則; 大高 理*

日本結晶学会誌, 51(1), p.66 - 69, 2009/02

われわれは高温高圧放射光実験によってAgIの精密な温度圧力相図を決定した。マルチアンビル高圧装置とSPring-8の放射光を利用することによって、X線回折及びXAFS測定が行われた。不規則岩塩構造相では、Agイオンが6配位席及び4配位席の両方を占有する。4配位席の占有率は、2GPa付近で最大の20%程度となる。岩塩構造から不規則岩塩構造への変化は、X線回折で観測される平均構造でははっきりしないが、XAFSで観測される局所構造でははっきりと現れた。EXAFSデバイワーラー因子からは原子間の有効二体ポテンシャルを高温高圧下でも求めることができる。圧力は有効ポテンシャルに大きな影響を及ぼし、非調和性が圧力とともに減少することが明らかになった。

論文

Pressure-induced sharp coordination change in liquid germanate

大高 理*; 有馬 寛*; 福井 宏之*; 内海 渉; 片山 芳則; 吉朝 朗*

Physical Review Letters, 92(15), p.155506_1 - 155506_4, 2004/04

 被引用回数:48 パーセンタイル:84.36(Physics, Multidisciplinary)

液体ゲルマン酸塩中のゲルマニウムの周りの局所構造をX線吸収その場観察測定によって9GPa, 1273Kまで調べた。4面体配位したゲルマニウムによって構成される液体ゲルマン酸塩は、2.5GPaまでは局所構造に顕著な変化を起こすことなく収縮し、その後、3GPaで、突然4配位から6配位への変化を起こす。配位の変化は4GPaで完了し、それ以上圧力では、8面体配位したゲルマニウムによって構成される高密度液体が安定となる。高密度液体中のGeO$$_{6}$$8面体は固体中のそれよりも圧縮されやすい。

論文

Anharmonic effective pair potentials of gold under high pressure and high temperature

奥部 真樹*; 吉朝 朗*; 大高 理*; 福井 宏之*; 片山 芳則; 内海 渉

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(44), p.11511 - 11515, 2002/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:21.07(Physics, Condensed Matter)

放射光ビームライン設置の高温高圧装置を用いて、金のL吸収端のEXAFSスペクトルを1100K, 14GPaまでの領域で測定した。測定結果を解析することにより、0, 6, 14GPaにおける金の非調和ペアポテンシャルが計算された。

論文

XAFS study of GeO$$_{2}$$ glass under pressure

大高 理*; 吉朝 朗*; 福井 宏之*; 村井 敬一郎*; 奥部 真樹*; 竹部 仁*; 片山 芳則; 内海 渉

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(44), p.10521 - 10524, 2002/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:63.59(Physics, Condensed Matter)

放射光設置の大型高圧装置を用いて、Li$$_{2}$$O-4GeO$$_{2}$$ガラスと純GeO$$_{2}$$ガラスを14GPaまで室温下で加圧し、そのローカル構造変化をXAFS測定により観測した。Li$$_{2}$$O-4GeO$$_{2}$$ガラスを加圧すると、7GPaあたりまで、GeO$$_{4}$$四面体の圧縮に伴ってGe-O距離が連続的に短くなるが、8-10GPaで配位数変化を伴って、Ge-O距離が急激に増加する。これに対し、純GeO$$_{2}$$ガラスの場合は、2-12GPaまでGe-O距離は連続的に少しずつ増加することが明らかになった。

論文

Phase relations of AgI under high pressure and high temperature

大高 理*; 竹部 仁*; 吉朝 朗*; 福井 宏*; 片山 芳則

Solid State Communications, 123(5), p.213 - 216, 2002/08

 被引用回数:18 パーセンタイル:65.12(Physics, Condensed Matter)

AgIの、$$alpha$$-AgI構造,岩塩構造,乱れた岩塩構造及び液体の間の相関系を調べるために、大容量高圧装置と放射光を用いたX線その場観察を、圧力6GPaまで、温度1000Kまでの高温高圧下で行った。$$alpha$$-AgI構造,不規則岩塩構造,液体の3つの相は823K,1.3GPaにある3重点で共存する。乱れた岩塩構造の融解曲線は直線で正の傾きを持つ。岩塩構造と乱れた岩塩構造の間の転移は、同じ構造の間での、幅の広いぼやけた無秩序化である。よって、乱れた岩塩構造の生成は(111)と(200)回折線の相対的な強度比の変化によって推定された。加圧にともない、岩塩構造はより高温でも安定となる。6.0GPaで岩塩構造は乱れた岩塩構造に転移することなく融解する。

論文

Anharmonicity of gold under high-pressure and high-temperature

奥部 真樹*; 吉朝 朗*; 大高 理*; 福井 宏*; 片山 芳則; 内海 渉

Solid State Communications, 121(5), p.235 - 239, 2002/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:51.63(Physics, Condensed Matter)

金の非調和性に対する圧力効果を調べるため、金の$$L_{3}$$吸収端付近のEXAFSスペクトルを温度範囲300Kから1000Kで圧力14GPaまで、大容量プレスと放射光を用いて測定した。EXAFSデバイ-ワーラー因子、$$sigma2$$$$sigma3$$の値は圧力が大きくなるにつれ、小さくなった。これはポテンシャルの幅が圧力の増加と伴に狭くなることを示している。金の非調和対ポテンシャル、$$V(u)=au^{2}/2!+bu^{3}/3!$$を、0.1MPa, 6及び14GPaで計算した。また、熱膨張係数の圧力依存性も評価した。

論文

Structual changes of quartz-type crystalline and vitreous GeO$$_{2}$$ under pressure

大高 理*; 吉朝 朗*; 福井 宏之*; 村井 敬一郎*; 奥部 真樹*; 片山 芳則; 内海 渉; 西畑 保雄

Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.791 - 793, 2001/03

放射光ビームライン設置の高圧プレスを用いて、石英タイプ結晶ならびにガラスの酸化ゲルマニウムを室温下14GPaまで圧縮し、その構造変化をXAFS測定によりその場観察した。結晶酸化ゲルマニウムにおいては、4から6への配位数変化が8GPaあたりで始まり、12GPaで終了するが、ガラスにおいては、その変化は6GPaから始まり、10GPa以下で終了することが明らかになった

口頭

超高圧下の水の構造,2

片山 芳則; 服部 高典; 福井 宏之*; 野澤 暁史*; 舟越 賢一*

no journal, , 

液体の水は、水分子が水素結合によるネットワーク構造を作るため、特異な性質を示す。このような4配位が基本となった隙間の多い構造は、加圧によって密な構造へと変化することが期待される。われわれは、超高圧下の水の構造を調べるため、大型放射光施設SPring-8で高温高圧X線回折実験を行っている。前回は、ビームラインBL14B1に設置されているキュービック型マルチアンビルプレスを用いたX線回折実験から、水の構造が数GPaの領域で、剛体球モデルで近似できるような構造へと変化することを報告した。今回は、ビームラインBL04B1に設置されている2段加圧式の川井型プレスを用いて、圧力の上限を約17GPaまで拡張した回折実験を行った。比較的大きな試料(直径1.5mm)を使うことによって、超高圧力下においてもバックグラウンドが小さく、S/Nの高いデータを収集することができた。常圧の水は構造因子$$S(Q)$$に約2A$$^{-1}$$と約3A$$^{-1}$$の二つの極大を持つ。加圧とともにこの極大は近づき、単純な液体のような1本の鋭く大きなピークになる。さらに加圧すると、このピークの位置は次第に$$Q$$の大きな方向へと移動する。数GPa以下では、密度の上昇は主として配位数の増加によるが、それより高い圧力では分子間距離の減少によることがわかった。

口頭

高圧高温下の水の構造

片山 芳則; 服部 高典; 福井 宏之*; 野澤 暁史*; 舟越 賢一*

no journal, , 

常温常圧の液体の水は、水分子が方向性を持つ水素結合によってネットワーク構造を作るため、他の分子性液体とは違った特異な性質を示す。このような4配位構造が基本となった隙間の多い構造は、加圧によって密な構造へと変化すると期待される。われわれは前回に引き続き、より高い圧力までの構造変化を調べるため、放射光を用いたX線その場観察実験を行った。これまでのSPring-8のBL14B1に設置されたキュービックマルチアンビルプレスを用いたX線回折測定に加え、BL04B1の川井型の2段式プレスを用いることによって約17GPaまでの測定に成功した。直径1.5mmの比較的大きな試料を用いることによって、バックグラウンドの低い質の良いデータを得ることができた。常圧の構造因子S(Q)は2A$$^{-1}$$と3A$$^{-1}$$に二つの極大を持つ。圧力を加えると、これらの極大は融合し、単純な液体の構造因子に似た一つの鋭いピークになる。さらなる加圧によって、このピークはQの高い方向へと移動する。密度の増大は、数GPaまでは配位数の増大によるものだが、それ以上の圧力では、分子間距離の減少によって引き起こされることが明らかになった。

口頭

Structure of water under high pressure

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 福井 宏之*

no journal, , 

液体の水は特異な性質を示す。これは、水素結合によるネットワーク構造と関係がある。シミュレーションによる研究は、数GPaから数十GPaという圧力によって、水素結合ネットワークの弱化や分子解離といった大きな変化が起きることを予測している。最近の高圧技術の発展と放射光源及び中性子源の発展によって、このような圧力領域での構造変化の直接観察は非現実的ではなくなった。われわれは、日本の放射光施設SPring-8のBL14B1に設置されているキュービック型マルチアンビルプレスを用いて、液体の水のX線回折を9GPa、420$$^circ$$Cまで測定した。直径1.5mmという大きな試料サイズとダイヤモンド容器の利用によって、高圧セルからのバックグラウンドX線を試料からのX線回折より小さくすることができた。分子間の距離はほぼ一定のまま、水分子の配位数は約4GPaで10程度まで急激に増加した。水の構造は圧力の増加とともに剛体球モデルで記述できるような単純な構造へと変化していく。この結果は最近の中性子散乱研究の結果と一致している。

口頭

Structure of water under high pressure and temperature

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 舟越 賢一*

no journal, , 

液体の水は特異な性質を示す。これは、水素結合によるネットワーク構造と関係がある。シミュレーションによる研究は、数GPaから数十GPaという圧力によって、水素結合ネットワークの弱化や分子解離といった大きな変化が起きることを予測している。われわれは、放射光施設SPring-8のBL14B1に設置されているキュービック型マルチアンビルプレス及びBL04B1に設置されている川井型プレスを用いて、液体の水のX線回折を17GPa間で融点直上で測定した。約5GPaまでは分子間の距離はほぼ一定のまま配位数が9程度まで急激に増加した。すなわち水の構造は圧力の増加とともに単純な構造へと変化する。その後は配位数はほぼ一定で分子間距離が減少することによって密度が増加することがわかった。

口頭

Structure of liquid water under high pressure and high temperature

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 池田 隆司; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 舟越 賢一*

no journal, , 

液体の水は独特な性質を示す。これらの性質は水素結合によるネットワーク構造と関連付けられている。常温常圧では水分子の配位数は4に近い。これは液体金属や希ガス液体など単純な液体と比べると非常に小さい。われわれは高温高圧条件下で、融点直上の液体の水のX線回折をSPring-8のBL14B1のキュービック型マルチアンビルプレスを用いて9GPaまで、BL04B1の川井型プレスを用いて17GPaまで測定した。水分子の配位数は5GPaでは約10へと急激に上昇したが、分子間距離はほとんど一定であった。さらに圧縮すると、分子間距離の減少が起きて体積が減少した。比較のため、古典分子動力学シミュレーションを行った。その結果は実験結果をよく再現したが、圧力によって一致の程度は異なった。これらの結果と、これまでの中性子散乱,X線回折及び第一原理分子動力学研究の結果を比較する。

口頭

Structure of water under high pressure and high temperature

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 池田 隆司; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 丹下 慶範*; 舟越 賢一*

no journal, , 

高温高圧下の液体の水のX線回折を測定した。圧力9GPaまではSPring-8のBL14B1のキュービック型高圧装置、17GPaまではBL04B1の川井型プレスを用いた。さらに、焼結ダイヤモンドアンビルを用いることによって、圧力領域を20GPaまで拡張した。第一原理動力学シミュレーションの結果とあわせて、水の局所構造が氷に似た構造から、単純な液体に似た構造へと変化する温度圧力領域が明らかになった。

口頭

Structure of water under high temperature and pressure

片山 芳則; 池田 隆司; 服部 高典; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 丹下 慶範*; 舟越 賢一*

no journal, , 

常圧での水は特異な性質を示すが、これらは水素結合によるネットワーク構造と関係している。われわれは水の構造の圧力変化を調べるために、X線回折実験をSPring-8の放射光とマルチアンビル型プレスを組合せて20GPaの圧力まで行った。これによって、融点直上では、約4GPaまで水分子の配位数が急速に増加することがわかった。高密度水の第一原理動力学シミュレーションも行った。得られた酸素間の動径分布関数は、実験結果とよく一致した。シミュレーションの結果から、水の構造変化には温度が重要であることが示されたため、4.1GPaまでで、温度を変化させたX線回折実験を行った。シミュレーションの結果は実験結果とよく一致した。これらの研究によって水素結合液体から単純な液体への構造変化が起きる領域が明らかになった。

口頭

Structure of water under high pressure and high temperature

片山 芳則; Yagafarov, O.; 池田 隆司; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 服部 高典; 福井 宏之*; 丹下 慶範*; 舟越 賢一*

no journal, , 

常圧での水は特異な性質を示すが、これらは水素結合によるネットワーク構造と関係している。われわれは水の構造の圧力変化を調べるために、X線回折実験をSPring-8の放射光とマルチアンビル型プレスを組合せて20GPaの圧力まで行った。これによって、融点直上では、約4GPaまで水分子間の距離はほとんど変わらず、分子の配位数が急速に増加することがわかった。一方、高密度水の第一原理動力学シミュレーション結果から、水の構造変化には温度が重要であることが示されたため、比較的低圧で、温度を変化させたX線回折実験を行った。その結果は、温度によって水素結合液体から単純な液体への構造変化が起きることを支持するものであった。

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