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論文

Magnetism induced by interlayer electrons in the quasi-two-dimensional electride Y$$_{2}$$C; Inelastic neutron scattering study

玉造 博夢; 村上 洋一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 松浦 直人*; 川北 至信; 松石 聡*; 鷲尾 康仁*; 井下 猛*; 浜田 典昭*; et al.

Physical Review B, 102(22), p.224406_1 - 224406_5, 2020/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:58.93(Materials Science, Multidisciplinary)

Magnetic excitations in layered electride Y$$_{2}$$C have been found by inelastic neutron scattering. We have observed weak but clear magnetic scattering around the wave number $$Q = 0$$, but no magnetic order down to the lowest temperature measured (7 K). The imaginary part of the dynamical susceptibility deduced is well described by the Lorentz function of energy $$E$$ for each momentum $$Q$$. The width $$mathit{Gamma}(Q)$$ of the Lorentzian is proportional to $$Q(Q^2+kappa^{2})$$ with $$kappa^{-1} sim 4{rm AA}$$ at $$T=7$$ K. We have also found that with increasing $$Q$$ the magnetic form factor decays faster than that of a $$4d$$ electron in a single Y atom, which indicates a more extended magnetic moment in Y$$_{2}$$C. These results provide experimental evidence that the itinerant magnetism in Y$$_{2}$$C originates from the anionic electrons that reside in the interlayers. The Curie-Weiss-like behavior of the magnetic susceptibility reported in Y$$_{2}$$C is ascribed to the mode coupling effects of spin fluctuations.

論文

Development of computational method for predicting vortex cavitation in the reactor vessel of JSFR

浜田 紀昭*; 椎名 孝次*; 藤又 和博*; 早川 教*; 渡辺 収*; 山野 秀将

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR 2009) (CD-ROM), 10 Pages, 2012/00

Na冷却高速炉において、加速流れ中の液中渦により発生する可能性があるキャビテーションを予測するため、伸長渦理論に基づく液中渦予測手法を開発した。本手法をFBR実用炉の縮小モデル試験に適用し、キャビテーションの発生を予測できる見通しを得た。

論文

First-principles calculations for anisotropy of iron-based superconductors

中村 博樹; 町田 昌彦; 小山 富男*; 浜田 典昭*

Physica C, 470(20), p.1066 - 1069, 2010/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:13.13(Physics, Applied)

We perform first-principles calculations for anisotropy of various iron-based superconductors. The anisotropy ratio $$gamma$$$$_{lambda}$$ of the $$c$$-axis penetration depth to the $$ab$$-plane one is relatively small in BaFe$$_2$$As$$_2$$, LiFeAs and FeSe, indicating that the transport applications are promising in these superconductors. On the other hand, in those having perovskite type blocking layers such as Sr$$_2$$ScFePO$$_3$$ we find a very large value, $$gamma$$$$_{lambda}$$ $$_sim^{>}$$ 200, comparable to that in strongly anisotropic high-$$T$$$$_c$$ cuprate Bi$$_2$$Sr$$_2$$CaCu$$_2$$O$$_{8-delta}$$. Thus, the intrinsic Josephson junction stacks are expected to be formed along the $$c$$-axis, and novel Josephson effects due to the multi-gap nature are also suggested in these superconductors. We also examine the doping effect on the anisotropy of LaFeAsO.

論文

First-principles study for the anisotropy of iron-based superconductors toward power and device applications

中村 博樹; 町田 昌彦; 小山 富男*; 浜田 典昭*

Journal of the Physical Society of Japan, 78(12), p.123712_1 - 123712_4, 2009/12

 被引用回数:37 パーセンタイル:83.56(Physics, Multidisciplinary)

Performing the first-principles calculations, we investigate the anisotropy in the superconducting state of iron-based superconductors to gain an insight into their potential applications. The anisotropy ratio $$gamma_lambda$$ of the $$c$$-axis penetration depth to the $$ab$$-plane one is relatively small in BaFe$$_2$$As$$_2$$ and LiFeAs, i.e., $$gamma_lambda sim 3$$, indicating that the transport applications are promising in these superconductors. On the other hand, in those having perovskite type blocking layers such as Sr$$_2$$ScFePO$$_3$$ we find a very large value, $$gamma_lambda > 200$$, comparable to that in strongly anisotropic high-$$T_c$$ cuprate Bi$$_2$$Sr$$_2$$CaCu$$_2$$O$$_{8-delta}$$. Thus, the intrinsic Josephson junction stacks are expected to be formed along the $$c$$-axis, and novel Josephson effects due to the multi-gap nature are also suggested in these superconductors.

論文

Targeted heavy-ion microbeam irradiation of the embryo but not yolk in the diapause-terminated egg of the silkworm, ${it Bombyx mori}$, induces the somatic mutation

古澤 壽治*; 深本 花菜*; 坂下 哲哉; 鈴木 英子*; 柿崎 竹彦*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 鈴木 ひろみ*; 石岡 憲昭*; 和田 成一*; et al.

Journal of Radiation Research, 50(4), p.371 - 375, 2009/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:32.37(Biology)

カイコの休眠覚醒させた卵を用いて、胚と卵黄への重イオンマイクロビーム照射の体細胞突然変異に与える影響を調べた。その結果、卵黄への照射は、5齢幼虫に成長した段階での体細胞突然変異を増加させないが、胚への照射は線量依存的に体細胞突然変異を増加させることがわかった。これらの結果から、体細胞突然変異に関して卵黄への照射によるバイスタンダー効果がないことを明らかにした。

論文

Influence of local irradiation with heavy-ion microbeam on the incidence of somatic mutation arising on the larvae in embryo and yolk in the egg of the silkworm, ${it Bombyx mori}$

古澤 壽治*; 鈴木 英子*; 長岡 俊治*; 鈴木 ひろみ*; 石岡 憲昭*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 坂下 哲哉; 柿崎 竹彦*; et al.

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 115, 2008/03

重イオンマイクロビームを用いて、カイコの体細胞突然変異が、照射部分のみに起こるのかそうでないかを調べた。非照射サンプルの突然変異発生頻度は、約12%であった。また、卵の中央部(胚が位置しない卵黄部分)に3Gyあるいは6Gy相当の炭素イオンマイクロビームを照射したサンプルも同程度の発生頻度であった。これに対して、卵の背側に位置する胚の尾部を含めた腹部にマイクロビームを照射したところ、3Gy照射では約63%, 6Gyの照射では約80%と発生頻度が増加した。卵黄部分への照射が未照射胚細胞へ影響を及ぼすことはなかった。

論文

Analysis of local irradiation of heavy-ion microbeam influence on embryo or yolk in the silkworm, ${it Bombyx mori}$, egg by the incidence of somatic mutation appearing in the larvae

古澤 壽治*; 鈴木 英子*; 長岡 俊治*; 鈴木 ひろみ*; 石岡 憲昭*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 坂下 哲哉; 柿崎 竹彦; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 118, 2007/02

カイコの体細胞突然変異がバイスタンダー効果によって発生するか否かについて検討するため、卵の中央部(卵黄)と卵の背側(胚)に局部照射したところ、中央部に照射した卵に比べ、胚に照射した卵において体細胞突然変異がより高い頻度で発生した。次に、卵の中央部(卵黄部分),胚の頭胸部及び尾部に照射したところ、無照射区では5$$sim$$7%の発生がみられたが、卵中央部,頭胸部,尾部のいずれにおいても無照射区の発生頻度よりも高く、照射線量が大きいほど発生頻度が高かった。特に、尾部に照射した場合、3Gy照射では約30%の発生頻度がみられた。また、卵黄顆粒のみが存在し、胚が位置しない卵中央部に照射した場合、線量が大きくなると発生頻度が大きくなった。

論文

Band structures of Wurtzite InN and Ga$$_{1-x}$$In$$_x$$N by all-electron $$GW$$ calculation

薄田 学; 浜田 典昭*; 白石 賢二*; 押山 淳*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 43(3B), p.L407 - L410, 2004/03

 被引用回数:31 パーセンタイル:73.57(Physics, Applied)

ウルツァイト型InN及びGa$$_{1-x}$$In$$_x$$Nのバンド構造を、$$GW$$近似に基づく全電子FLAPW計算法を用いて計算した。InNのバンドギャップは1eV以下と求まり、最近報告された実験値を支持する結果となった。

論文

Bandgaps of Ga$$_{1-x}$$In$$_x$$N by all-electron GWA calculation

薄田 学; 浜田 典昭*; 白石 賢二*; 押山 淳*

Physica Status Solidi (C), 0(7), p.2733 - 2736, 2003/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:69.41

ウルツァイト型Ga$$_{1-x}$$In$$_x$$Nに対する準粒子バンド構造を、$$GW$$近似に基づく全電子FLAPW計算法を用いて計算した。InNに対するバンドギャップの計算値は1eV以下であり、最近報告された実験値を支持する結果となった。

論文

Charge-ordered state in single-crystalline CaFeO$$_{3}$$ thin film studied by X-ray anomalous diffraction

赤尾 尚洋*; 東 勇介; 薄田 学; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 浜田 典昭*; 林 直顕*; 寺嶋 孝仁*; 高野 幹夫*

Physical Review Letters, 91(15), p.156405_1 - 156405_4, 2003/10

 被引用回数:31 パーセンタイル:79.13(Physics, Multidisciplinary)

X線異常分散効果を利用した実験とバンド理論計算を実験結果の解析手法として利用し、CaFeO$$_{3}$$の電荷分離状態の実態を議論した。これまでの実験では、電荷分離状態は290K以下でFeに2-siteが出現し、それぞれの価数が3価と5価に分離したと考えられていた。しかし、今回のわれわれの実験によりFeの3d電子の数は変化しないで、Fe-Oにおける3d-2p電子の混合状態が変わること、すなわち酸素2p状態にホールが局在した状態であることを示した。

論文

Self-regeneration of a Pd-perovskite catalyst for automotive emissions control

西畑 保雄; 水木 純一郎; 赤尾 尚洋; 田中 裕久*; 上西 真里*; 木村 希夫*; 岡本 篤彦*; 浜田 典昭*

Nature, 418(6894), p.164 - 167, 2002/07

 被引用回数:820 パーセンタイル:99.81(Multidisciplinary Sciences)

触媒は自動車の排気ガス中の窒素酸化物,一酸化炭素,燃料の燃え残りである炭化水素を無害化するのに広く使用されている。触媒は安定な固体表面上に貴金属の微粒子が分散されている。運転中に触媒は高温にさらされるため、貴金属粒子は凝集による肥大化のため総表面積は減少する。その結果として触媒活性は劣化する。近年エンジン始動直後から触媒を活性化させるために触媒をエンジンの近くに設置する傾向にあるが、触媒の耐熱性が要求されるために、この問題は深刻化している。従来の触媒システムでは8万km以上の走行に対して触媒活性を保証するために大過剰の貴金属が使用されている。1970年代初頭よりペロブスカイト型物質は自動車触媒への応用に向けて研究されてきたが、この研究ではLaFe$$_{0.57}$$Co$$_{0.38}$$Pd$$_{0.05}$$O$$_{3}$$が現代のガソリンエンジンの排ガス成分の変動に対して構造的に応答することにより貴金属の高分散状態が維持できることを、X線回折及び吸収実験により示した。排ガス中で遭遇する還元及び酸化雰囲気にさらされると、パラジウムはペロブスカイト格子から可逆的に出入りすることがわかった。その移動のためにパラジウム粒子の成長が抑えられ、長期間の使用と経年変化において高い触媒活性が維持されることが説明される。

論文

ELECTRONIC STRUCTURE AND FERMI SURFACE OF FERROMAGNET UGE2 BY RELATIVISTIC SPIN-POLARIZED LINEARIZED APW METHOD

手島 正吾; 浜田 典昭*

Journal of the Physical Society of Japan, 0 Pages, 2002/00

アクチニド核種に対する物性データの整備の一環として、量子理論に基づくバンド計算法を用いて、核燃料物質がもつ安定な電子状態を数値計算により導出し、アクチニド核種の基礎物性を調査した。LAPW法におけるTakeda-Kueblerの方法を採用し、相対論的バンド計算プログラムの開発を行い、ウラン化合物UGe2に適用した。計算により、UGe2はフェルミ準位に大きな状態密度を持つ金属であり、フェルミ準位付近は主にUの5f状態でできていることがわかった。f電子によるスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントは値が大きく、それらの磁気モーメントは逆向きであった。フェルミ面の解析を行った結果、高磁場磁気抵抗およびdHvA(ドハースファンアルフェン)測定と良い一致を得た。軌道磁気モーメントの大きさが実験と比べて小さいようであり今後の課題も残ったが、ウランなどの重い元素を含む化合物についても、相対論的効果を適

報告書

バンド計算によるfおよびd電子系物質の物質に関する研究(平成11、12年度東京理科大学、核燃料サイクル機構 先行基礎工学共同研究詳細報告書)

浜田 典昭*; 山上 浩志*; 手島 正吾

JNC TY8400 2001-001, 55 Pages, 2001/03

JNC-TY8400-2001-001.pdf:1.2MB

本報告は、東京理科大学と核燃料サイクル開発機構において平成11年度及び平成12年度の2年間にわたって実施した先行基礎工学共同研究の内容をまとめたものである。本報告は、3つの内容に分かれる。(1)相対論的スピン密度汎関数法に基づくバンド計算法、この計算法を用いて解析した、(2)強磁性体UGe$$_{2}$$、(3)反強磁性体UO$$_{2}$$の電子物性に関する研究である。(1)相対論的バンド計算(RBC)法 s, p, d電子系物質を扱うバンド計算法は、基礎面, 応用面ともに十分な研究が行われている。しかし、アクチニド化合物のような磁性5f電子を扱うバンド計算法は、非常に複雑でありかつ相対論的アプローチが必要とされるために、その研究が遅れている。本研究では、磁性5f電子に有効な相対論的バンド計算法を定式化した。(2)UGe$$_{2}$$の電子物性 UGe$$_{2}$$は強磁性体であることから、理論による解析が未だ十分に行われていない。そこで、本研究で開発した相対論的バンド計算法を用いてUGe$$_{2}$$の電子状態とフェルミ面を解析した。その結果、UGe$$_{2}$$は5f電子特有の重い電子系であることが分かり、実験結果と一致する結果を得た。(3)核燃料UO$$_{2}$$の電子構造 核燃料物質である反強磁性UO$$_{2}$$の熱伝導度の振る舞いを把握することは重要である。しかし、熱伝導度に影響を与える電子構造の計算が、相対論的効果を考慮した形では、未だ行われていない。そこで、RBC法を適用し、UO$$_{2}$$の電子構造の詳細を明らかにした。

口頭

体細胞突然変異検出法を用いたカイコの重粒子線局所影響解析

古澤 壽治*; 鈴木 英子*; 長岡 俊治*; 鈴木 ひろみ*; 石岡 憲昭*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 坂下 哲哉; 柿崎 竹彦; et al.

no journal, , 

カイコの体細胞突然変異がバイスタンダー効果によって発生するか否かについて検討するため、卵の中央部(卵黄)と卵の背側(胚)に局部照射したところ、中央部に照射した卵に比べ、胚に照射した卵において体細胞突然変異がより高い頻度で発生した。次に、卵の中央部(卵黄部分),胚の頭胸部及び尾部に照射したところ、無照射区では5$$sim$$7%の発生がみられたが、卵中央部,頭胸部,尾部のいずれにおいても無照射区の発生頻度よりも高く、照射線量が大きいほど発生頻度が高かった。特に、尾部に照射した場合、3Gy照射では約30%の発生頻度がみられた。また、卵黄顆粒のみが存在し、胚が位置しない卵中央部に照射した場合、線量が大きくなると発生頻度が大きくなった。

口頭

Na冷却高速炉における液中渦予測手法の開発

浜田 紀昭*; 藤又 和博*; 椎名 孝次*; 早川 教*; 渡辺 収*; 山野 秀将

no journal, , 

Na冷却高速炉において、加速流れ中の液中渦により発生する可能性があるキャビテーションを予測するため、伸長渦理論に基づく液中渦予測手法を開発した。本手法をFBR実用炉の縮小モデル試験に適用し、キャビテーションの発生を予測できる見通しを得た。

口頭

2次元エレクトライドY$$_{2}$$Cにおけるアニオン電子由来磁性

玉造 博夢; 村上 洋一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 松浦 直人*; 川北 至信; 松石 聡*; 鷲尾 康仁*; 井下 猛*; 浜田 典昭*; et al.

no journal, , 

アニオンとして振る舞う電子を内包する結晶はエレクトライドと呼ばれる。2次元エレクトライドY$$_{2}$$Cは、アニオン的な電子が[Y$$_{2}$$C]$$^{2+}$$レイヤー間で擬2次元電子ガスとして振る舞う層状化合物である。Y$$_{2}$$Cはこのアニオン電子に由来すると考えられる特異な磁性を示しており、これまでに理論・実験の両面から探査 されてきた。第一原理計算によって、Y$$_{2}$$Cの電子状態はferromagnetic instabilityに近いことが指摘された。一方で、実験的にはpoly試料に対する帯磁率測定の結果、磁気秩序は2Kまで観測されず、Curie-Weiss則に従うような温度依存性が観測 されるものの、Weiss温度は反強磁性を示唆する負の値となり、またその大きさもサンプルごとに大きく異なっている。本研究では、poly試料を用いた中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、磁気秩序は先行研究と同様に観測されなかった一方で、波数Q=0 $AA$^{-1}$$周りに微弱ながらも明瞭な磁気励起を観測した。各波数における複素帯磁率の虚部のエネルギー依存性はローレンツ関数で表され、その線幅のQ依存性からY$$_{2}$$Cはnearly ferromagnetであることが判明した。これらの結果から、Y$$_{2}$$CにおけるCurie-Weiss的な帯磁率の温度依存性は、守谷理論に代表されるようなスピン揺らぎのモー ド結合効果によるものと考えられる。また磁気形状因子のQ依存性は、Yの4d電子のそれよりも減衰が早く、実空間で磁化密度は非局在化していることが判明した。この結果は、Y$$_{2}$$Cの磁性はYの4d電子に由来するものではなく、[Y$$_{2}$$C]$$^{2+}$$レイヤー間に存在するアニオン電子スピンに由来することを示唆している。

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