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論文

Deposition of hydroxyapatite on SiC nanotubes in simulated body fluid

田口 富嗣; 宮崎 敏樹*; 飯久保 智*; 山口 憲司

Materials Science & Engineering C, 34, p.29 - 34, 2014/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:20.81(Materials Science, Biomaterials)

SiCナノチューブは、その優れた機械的特性と金属材料に比べて軽量であることから、歯科及び整形外科におけるインプラント材料の補強材料として期待されている。しかしながら、これまでに生体活性能を有するSiC材料の開発に関する発表はない。本研究では、NaOH処理及びHCl処理を行ったSiCナノチューブを、疑似体液に浸漬することで、ハイドロキシアパタイトが析出することがわかった。一方で、SiCナノチューブの無処理材、NH$$_{4}$$OH処理SiCナノチューブ、さらにNaOH及びHCl処理SiCバルク材料では、疑似体液に浸漬してもハイドロキシアパタイトは析出しなかった。このように、SiC材料をnmサイズにダウンサイジングすること、さらには、NaOH及びHCl処理を行うことで、初めて生体活性SiCナノチューブの開発に成功した。

論文

Magnetic structure and local lattice distortion in giant negative thermal expansion material Mn$$_{3}$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$N

飯久保 智*; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 社本 真一

Journal of Physics; Conference Series, 251, p.012014_1 - 012014_4, 2010/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:77.42

Magnetic and local structures in an antiperovskite system, Mn$$_{3}$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$N, with a giant negative thermal expansion have been studied by neutron powder diffraction measurement. We discuss (1) an importance of an averaged cubic crystal structure and a $$Gamma$$$$^{5g}$$ antiferromagnetic spin structure for the large magneto-volume effect (MVE) in this itinerant electron system, (2) an unique role of a local lattice distortion well described by the low temperature tetragonal structure of Mn$$_{3}$$GeN for the broadening of MVE.

論文

Local crystal structure of nano-manganese-oxide gold adsorbent

飯久保 智*; 古屋仲 秀樹*; 社本 真一; 竹内 謙*; 小原 真司*; 樹神 克明; Loong, C.-K.*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 71(11), p.1603 - 1608, 2010/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:38.9(Chemistry, Multidisciplinary)

X線と中性子粉末回折データの2体分布関数解析を用いて、乾燥及び重水素化したナノ酸化マンガン粉末試料の局所結晶構造を調べた。プロトン化したサンプルは、海水のようなpptレベルの水溶液からでさえ、金吸着剤として極めて高い効率性を示す。ナノ酸化マンガン粒子がR-MnO$$_{2}$$型の局所結晶構造を持つことをここで示し、ナノ粒子表面上の水素イオンの役割の可能性について議論する。

論文

Gradual development of $$Gamma^{5g}$$ antiferromagnetic moment in the giant negative thermal expansion material Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N ($$xsim$$ 0.5)

樹神 克明; 飯久保 智*; 竹中 康司*; 滝川 仁*; 高木 英典*; 社本 真一

Physical Review B, 81(22), p.224419_1 - 224419_8, 2010/06

 被引用回数:40 パーセンタイル:81.75(Materials Science, Multidisciplinary)

The anti-perovskite compound Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N with $$x sim 0.5$$ has a giant negative thermal expansion coefficient due to the magneto-volume effect near room temperature. Competition between the $$Gamma^{5g}$$ and $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic structures around the magnetic ordering temperature could be the driving force for such a phenomenon. In order to examine this possibility, we performed neutron diffraction experiments on Mn$$_3$$Cu$$_{0.5}$$Ge$$_{0.5}$$N and $$^{14}$$N nuclear magnetic resonance (NMR) experiments on Mn$$_3$$Cu$$_{0.6}$$Ge$$_{0.4}$$N. As a reference material, we also investigated Mn$$_3$$NiN, whose spin structure is represented by a linear combination of the $$Gamma^{5g}$$ and $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic components. We conclude that in Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N ($$x sim 0.5$$), the $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic component is nearly absent and the competition between the $$Gamma^{5g}$$ and $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic structures is irelevant to the giant negative thermal expansion coefficient. The $$Gamma^{5g}$$ antiferromagnetic ordered moment gradually develops with decreasing temperature. This provides a thorough justification for the analysis presented in the previous letter.

論文

Relationship between average and local crystal structure and the ferroelectric properties of a Sr-Bi-Ta-Si-O ferroelectric material

井手本 康*; 谷山 敏*; 飯久保 智*; 社本 真一; Richardson, J. W.*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 70(8), p.1156 - 1165, 2009/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.61(Chemistry, Multidisciplinary)

We investigated the relationship between the average and local crystal structures and the ferroelectric properties of Bi$$_{2}$$SiO$$_{5}$$, Bi$$_{4}$$Si$$_{3}$$O$$_{12}$$, or Bi$$_{2}$$O$$_{3}$$ added Sr$$_{1-x}$$Bi$$_{2+x}$$Ta$$_{2}$$O$$_{9}$$ (x=0, 0.2) produced by a solid-state reaction. The average crystal structures were determined by the Rietveld method. On the other hand, the local structure is important, because the ferroelectric property is related to the distortion, and ferroelectric complex oxides have domains. We also investigated the local crystal structure using atomic pair distribution function (PDF) analysis. Based on the results, the distortion and symmetry of TaO$$_{6}$$ are found to contribute to the remanent polarization.

論文

Antiferromagnetic bipolar semiconductor LaMnPO with ZrCuSiAs-type structure

柳 博*; 渡辺 匠*; 樹神 克明; 飯久保 智*; 社本 真一; 神谷 利夫*; 平野 正浩*; 細野 秀雄*

Journal of Applied Physics, 105(9), p.093916_1 - 093916_8, 2009/05

 被引用回数:46 パーセンタイル:84.1(Physics, Applied)

最近発見された超伝導体LaMnAs(P)Oと同じ構造を持つ、層状物質LaMnPOの電気的,磁気的性質を調べた。中性子回折実験と磁化率の温度依存性から、この物質は少なくとも375Kまでは反強磁性体であることがわかった。室温でのMn磁気モーメントは2.26$$mu_B$$で、Mn-P面内では反平行、面間では平行であり、LaMnAsOとは異なる。光学測定,光電子分光,電気抵抗測定の結果はこの物質が半導体であることを示す。さらにドープされていない場合はn型半導体であるが、LaサイトのCu, Ca置換によって極性が変わり、バイポーラ型半導体であることがわかった。バンド計算の結果も実験結果をサポートしている。

論文

Total scattering of disordered crystalline functional materials

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.229 - 231, 2009/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:12.77(Instruments & Instrumentation)

J-PARCの全散乱装置での科学研究対象として、乱れた結晶性機能性物質を取り上げる。それらは光記録材料であり、熱電材料であり、リラクサー強誘電体などである。光記録材料では、金属的な相では、低い熱伝導と高い電気伝導を同時に持たなければならない。この矛盾した条件は、材料研究者が良い機能性材料を設計するのを難しくしている。その材料は、少なくとも二つの結晶学的サイトを持たなければならない。一つのサイトは熱伝導を抑え、もう一つのサイトは電子又はホールを高い移動度を保持しなくてはならない。乱れた部分では、周期境界条件が失われている。そのために2体分布関数(PDF)解析は材料中の乱れた部分だけでなく、結晶性部分の形とサイズを調べるのに適している。

論文

Local lattice distortion in the giant negative thermal expansion material Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N

飯久保 智*; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 滝川 仁*; 社本 真一

Physical Review Letters, 101(20), p.205901_1 - 205901_4, 2008/11

 被引用回数:152 パーセンタイル:96.54(Physics, Multidisciplinary)

逆ペロブスカイト構造を持つMn窒化物では磁気秩序に伴う鋭い体積変化が元素置換によって緩和されたとき、巨大負熱膨張率が実現される。このレターではその体積膨張の緩和が起こっているMn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$NにおけるGeの特殊な役割について報告する。われわれはMn$$_3$$GeNの低温正方晶構造でよく再現できる局所構造歪みが、平均構造が立方晶である$$x$$領域において存在することを示した。この構造不安定性が秩序磁気モーメントの成長と強い相関を示すことから、これが体積膨張の緩和を引き起こしているものと考えられる。

論文

Magnetovolume effect in Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N related to the magnetic structure; Neutron powder diffraction measurements

飯久保 智; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 社本 真一

Physical Review B, 77(2), p.020409_1 - 020409_4, 2008/01

 被引用回数:103 パーセンタイル:94.64(Materials Science, Multidisciplinary)

大きな磁気体積効果を$$x$$=0.15以上で示す逆ペロフスカイト化合物、Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$Nについて中性子回折を手段として調べた。本研究は、立方晶のみならず$$Gamma^{5g}$$型の反強磁性秩序が、大きな磁気体積効果の発現に重要であることを明らかにした。この大きな磁気体積効果は、頂点共有した八面体を有する、逆ペロフスカイト構造に起因した幾何学的フラストレーションによって説明される可能性がある。

論文

Local crystal structure of multiferroic system BiMnO$$_3$$ by atomic pair distribution function analysis

樹神 克明; 飯久保 智; 社本 真一; Belik, A. A.*; 室町 英治*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(12), p.124605_1 - 124605_7, 2007/12

 被引用回数:22 パーセンタイル:72.04(Physics, Multidisciplinary)

We have studied the local crystal structure of a multiferroic system BiMnO$$_3$$ by means of atomic pair distibution function (PDF) analysis on neutron powder diffraction data. The domains with space group $$P2$$ or $$P2_1$$ whose atomic shifts break a symmetry of $$C$$-center exist in the bulk BiMnO$$_3$$ with a space group $$C2$$, which is consistent with recent results of electron diffraction. The domain size is larger than 100 $$mathrm{AA}$$, also estimated by the PDF analysis. Because domains which have atomic shifts with different directions, typically the opposite direction, also exist, the bulk material "apparently" has a space group $$C2$$.

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:173 パーセンタイル:95.11(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

Finite size effects of nanoparticles on the atomic pair distribution functions

樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; 社本 真一

Acta Crystallographica Section A, 62(6), p.444 - 453, 2006/11

 被引用回数:87 パーセンタイル:97.94(Chemistry, Multidisciplinary)

原子対相関関数に対するナノ粒子の有限サイズ効果を、シート,ベルト,ロッド,チューブ,球といったさまざまな形状の粒子に対して、連続体近似を用いて動径分布関数を計算することによって議論した。対相関関数や動径分布関数のふるまいが粒子のサイズと形状に依存することがわかった。それらの有限サイズ効果を取り入れた対相関関数を用いた構造解析手法(PDF解析)に用いる公式を新たに与え、さらにそれが実験結果を再現できることを確認した。

論文

Local crystal structures of Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$ revealed by the atomic pair distribution function analysis

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; 山田 昇*; Proffen, T.*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(11), p.8789 - 8794, 2006/11

 被引用回数:14 パーセンタイル:48.32(Physics, Applied)

パルス中性子の特徴を利用した構造解析法の一つである結晶PDF解析法を用いた研究例として、光相変化記録材料DVD-RAMとして実用化されているGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の結晶相とナノ相の局所構造解析を紹介した。ナノ相は格子定数が広がっており、GeSb$$_{2}$$Te$$_{4}$$と思われ、この異なる組成が結晶成長の核となる理由から、この系では核生成により結晶成長を起こすことがわかった。またそのアモルファス中に埋もれたナノ粒子の粒径分布を求める新しい試みについても報告した。

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:259 パーセンタイル:98.61(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

BiScO$$_3$$: Centrosymmetric BiMnO$$_3$$-type oxide

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 真家 信*; 長井 拓郎*; 松井 良夫*; Stefanovich, S. Y.*; Lazoryak, B. I.*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 128(3), p.706 - 707, 2006/01

 被引用回数:109 パーセンタイル:89.78(Chemistry, Multidisciplinary)

BiMnO$$_3$$と同形のペロブスカイトBiScO$$_3$$を用いて電子線回折,中性子回折による結晶構造解析を行った。この結果BiScO$$_3$$の結晶構造はBiMnO$$_3$$の空間群とされているC2より対称性の高い、中心対称の空間群C2/cが適当であることがわかった。BiMnO$$_3$$についても同様な対称性の高い空間群である可能性がある。

論文

Magnetic structures and spin states of NdBaCo$$_{2}$$O$$_{5}$$

左右田 稔*; 安井 幸夫*; 伊藤 雅典*; 飯久保 智*; 佐藤 正俊*; 加倉井 和久

Journal of the Physical Society of Japan, 73(2), p.464 - 468, 2004/02

 被引用回数:41 パーセンタイル:81.86(Physics, Multidisciplinary)

酸素欠損ペロヴスカイト系NdBaCo$$_{2}$$O$$_{5}$$における中性子回折実験によりT=360Kの反強磁性秩序及び初めてT=250Kの電荷秩序が明らかにされた。またこの物質におけるCoO$$_{5}$$ピラミッドのCoイオンのスピン状態が両相において高スピン状態であることが示唆される結果が得られた。

論文

Effects of "stripes" on the magnetic excitation spectra of La$$_{1.48}$$Nd$$_{0.4}$$Sr$$_{0.12}$$CuO$$_{4}$$

伊藤 雅典*; 安井 幸夫*; 飯久保 智*; 左右田 稔*; 佐藤 正俊*; 小林 晃人*; 加倉井 和久

Journal of the Physical Society of Japan, 72(7), p.1627 - 1630, 2003/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:53.3(Physics, Multidisciplinary)

ストライプ秩序構造を示すLa$$_{1.48}$$Nd$$_{0.4}$$Sr$$_{0.12}$$CuO$$_{4}$$における磁気励起の波数及びエネルギー依存性が詳細に観測された。その結果この系では高温相においても「揺らいでいる電荷ストライプ」が磁気励起に影響を与えていることが示唆された。

論文

Magnetic structure and the hall resistivity of Cu$$_{1-x}$$Zn$$_{x}$$Cr$$_{2}$$Se$$_{4}$$

飯久保 智*; 安井 幸夫*; 小田 啓介*; 大野 陽平*; 小林 義明*; 佐藤 正俊*; 加倉井 和久

Journal of the Physical Society of Japan, 71(11), p.2792 - 2799, 2002/11

 被引用回数:10 パーセンタイル:55.57(Physics, Multidisciplinary)

スピネル型化合物Cu$$_{1-x}$$Zn$$_{x}$$Cr$$_{2}$$Se$$_{4}$$が示す異常ホール効果の特異な振舞とこの系が持つ特異な磁気構造の関連について中性子回折,NMR、及び他の磁気や輸送測定が行われた。その結果この系のコニカルテニウム磁気構造発達と異常ホール係数の関係が明らかになった。

口頭

マンガン酸化物ナノ粒子の局所構造解析

飯久保 智; 古屋仲 秀樹*; 竹内 謙*; 小原 真司*; Loong, C.-K.*; 樹神 克明; 社本 真一

no journal, , 

対相関関数、atomic pair distribution function(PDF)を用いて、水素化すると金の吸着剤として高い機能を発揮するマンガン酸化物ナノ粒子の局所構造の決定を行った。放射光X線,パルス中性子を用いてPDFを求め解析した結果、PDFと回折パターンを同時に説明する局所構造はR-MnO$$_2$$であることがわかった。金吸着活性をもたらす水素化は、R-MnO$$_2$$のMn$$^{4+}$$をMn$$^{3+}$$へと価数を変化させて、金吸着活性点をつくる役割を持っていると考えられる。

口頭

対相関関数を用いた構造解析に対するナノ粒子の有限サイズ効果

樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; 社本 真一

no journal, , 

対相関関数を用いた構造解析手法(PDF解析法)に対する有限サイズ効果を、さまざまな形状の粒子について連続体近似を用いて動径分布関数を計算することによって調べた。有限サイズ効果を考慮したPDF解析の式を導出し、それが実際に実験結果を再現できることを示した。

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