Magnetism of kagome metals (FeCo)Sn studied by SR

Cai, Y.*; Yoon, S.*; Sheng, Q.*; Zhao, G.*; Seewald, E. F.*; Ghosh, S.*; Ingham, J.*; Pasupathy, A. N.*; Queiroz, R.*; Lei, H.*; et al.

Physical Review B, 111(21), p.214412_1 - 214412_17, 2025/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.214412

We study the magnetic properties of the metallic kagome system (FeCo)Sn by a combination of muon spin relaxation (SR), magnetic susceptibility, and scanning tunneling microscopy (STM) measurements in single crystal specimens with Co concentrations = 0, 0.11, 0.8. In the undoped antiferromagnetic compound FeSn, we find possible signatures for a previously unidentified phase that sets in at ~K, well beneath the Neel temperature ~K as indicated by a peak in the relaxation rate 1/ observed in zero field (ZF) and longitudinal field (LF) SR measurements, with a corresponding anomaly in the ac and dc susceptibility, and an increase in the static width 1/ in ZF-SR measurements. No signatures of spatial symmetry breaking are found in STM down to 7~K. Related to the location and motion of muons in FeSn, we confirmed a previous report that about 40% of the implanted muons reside at a field-cancelling high symmetry site at ~K, while an onset of thermal hopping changes the site occupancy at higher temperatures. In FeCoSn, where disorder eliminated the field-cancellation effect, all the implanted muons exhibit precession and/or relaxation in the ordered state. In FeCoSn, we find canonical spin glass behavior with freezing temperature ~K; the ZF and LF-SR time spectra exhibit results similar to those observed in dilute alloy spin glasses CuMn and AuFe, with a critical behavior of at and as . The absence of spin dynamics at low temperatures makes a clear contrast to the spin dynamics observed by SR in many geometrically frustrated spin systems on insulating kagome, pyrochlore, and triangular lattices. The spin glass behavior of CoSn doped with dilute Fe moments is shown to originate primarily from the randomness of doped Fe moments rather than due to geometrical frustration of the underlying lattice.

廃水処理室の廃止措置実施報告書(その1); 内装設備の解体撤去編

大和田 光宏; 中西 良樹; 室川 聡大; 冨樫 昂太; 斉藤 克則; 野中 一晴; 佐々木 悠; 大森 浩司; 茅根 誠; 安 未翔; et al.

JAEA-Technology 2024-013, 221 Pages, 2025/02

JAEA-Technology-2024-013.pdf:14.98MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)核燃料サイクル工学研究所旧ウラン濃縮施設は、遠心分離法によるウラン濃縮技術を確立させるための技術開発を本格的に行う目的で建設された施設であり、単機遠心分離機の開発、遠心機材料の開発及び遠心機によるウラン濃縮処理を主に実施したG棟及びG棟に付属するH棟、遠心分離機の小規模カスケード試験を行っていたJ棟、遠心分離機の寿命試験を行っていたL棟、その他ウラン貯蔵施設、廃棄物保管施設、廃水処理施設など複数の施設で構成されていた。これらの施設におけるウラン濃縮技術開発は、開発技術の日本原燃(株)のウラン濃縮工場及びウラン濃縮技術開発センターへの技術移転が完了し、JAEAにおける技術開発の当初の目的が達成されたため、平成13年に終了した。廃水処理室は、昭和51年に建設され、旧ウラン濃縮施設で発生した放射性廃水の処理を行ってきたが、平成20年度に廃水処理室以外の施設に廃水処理設備が整備された以降は、施設のバックアップ的な位置づけとして維持管理されてきた。さらに、昨今においては、他の施設における廃水処理の実績等からバックアップとしての必要性がなくなり、施設も建設後約48年が経過し、老朽化も進んでいたことから、施設中長期計画に基づき同施設を廃止措置することになった。本報告は、令和3年11月から令和5年8月に行った管理区域解除のための内装設備解体・撤去に係る作業を通して得られた廃止措置に係る実績と関連する知見をまとめたものである。

Comprehensive extraction study using -dioctylthiodiglycolamic acid; Effect of S donor on metal extraction

下条 晃司郎; 藤原 伊織*; 斉藤 拓巳*; 大島 達也*

Analytical Sciences, 40(8), p.1429 - 1436, 2024/08

https://doi.org/10.1007/s44211-024-00577-9

アミド基とカルボン酸をチオエーテル鎖で結合したソフトベース硫黄ドナー配位子である-ジオクチルチオジグリコール酸(T-DODGAA)を用いて56種類の金属イオンの抽出能力が包括的に調査し、エーテル性酸素原子よりなるハードベースドナー配位子であるN, N-ジオクチルジグリコール酸(DODGAA)との抽出能力を比較した。チオジグリコール酸骨格のpは、電位差滴定により水(0.1M LiCl、25C)中で3.710.06と算出され、これは、T-DODGAAがDODGAA (p = 3.540.03)よりわずかに弱い酸であることを示す。T-DODGAAはプロトン交換反応により56種類の金属イオンから様々な金属イオンを定量的に抽出することができる。T-DODGAAは、Hf(IV)、Cr(III)、Fe(III)、Ni(II)、Cu(II)、Pd(II)、Ag(I)、Au(III)、Hg(II)、Al(III)、Ga(III)、特にソフト金属イオンにたいして高い抽出能を有する。さらに、湿式製錬や金属リサイクルにおけるT-DODGAAの実用可能性を実証するために、金属混合抽出システムにおけるSc(III)、Ni(II)、Co(II)、Pd(II)、Au(III)、In(III)およびGa(II)のようなレアメタルの選択的分離実験を行った。

Corrigendum to "Development of 0.5 mm gauge size radial collimators for high-pressure neutron diffraction experiments at PLANET in J-PARC" [Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 1059 (2024) 168956]

服部 高典; 鈴木 浩二*; 三代 達也*; 伊藤 崇芳*; 町田 真一*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1064, p.169448_1 - 169448_9, 2024/07

https://doi.org/10.1016/j.nima.2024.169448

著者らは、抄録と要約で標準的なダブルトロイダルアンビルのカップ径が1.5mmであると説明していることを遺憾に思う。これは誤りで、標準的な直径は4.0mmである。ご迷惑をおかけしたことをお詫びする。

Current numbers of qubits and their uses

市川 翼*; 箱嶋 秀昭*; 乾 幸地*; 伊藤 康介*; 松田 亮*; 御手洗 光祐*; 宮本 幸一*; 水上 渉*; 水田 郁*; 森 俊夫*; et al.

Nature Reviews Physics (Internet), 6(6), p.345 - 347, 2024/06

https://doi.org/10.1038/s42254-024-00725-0

Access to quantum computers has been democratized by the availability of cloud services from commercial providers, but the numbers of qubits users can exploit have remained modest, limited by noise and errors. What are these qubits used for and what can we expect next?

Persistent magnetic coherence in magnets

巻内 崇彦*; 日置 友智*; 清水 祐樹*; 星 幸治郎*; Elyasi, M.*; 山本 慧; 横井 直人*; Serga, A. A.*; Hillebrands, B.*; Bauer, G. E. W.*; et al.

Nature Materials, 23(5), p.627 - 632, 2024/05

https://doi.org/10.1038/s41563-024-01798-z

When excited, a magnetization in a magnet precesses around the field in an anticlockwise manner on a time scale governed by viscous magnetization damping, after which any information carried by the initial actuation seems to be lost. The damping appears to be a fundamental bottleneck for the use of magnets in information processing. Nevertheless, here we demonstrate recall of the magnetization-precession phase after times that far exceed the damping time scale by two orders of magnitude using dedicated two-colour microwave pump-and-probe experiments for a YFeO microstructured film. Time- resolved magnetization state tomography confirms the magnetic persistent coherence (MPC) by revealing a double-exponential decay of the magnetization correlation. We attribute MPC to a feedback effect, viz. coherent coupling of the uniform precession with long-lived excitations at the minima of the spin-wave dispersion relation. Our finding liberates magnetic systems from the strong damping in nanostructures tyranny that limits their use in coherent information storage and processing.

Tuning of spin-orbit coupling in chiral molecule-incorporated two-dimensional organic-inorganic hybrid perovskite copper halides with ferromagnetic exchange interactions

谷口 耕治*; Huang, P.-J.*; 佐賀山 基*; 鬼柳 亮嗣; 大石 一城*; 鬼頭 俊介*; 中村 唯我*; 宮坂 等*

Physical Review Materials (Internet), 8(2), p.024409_1 - 024409_10, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.8.024409

Leveraging the flexible material designability of organic-inorganic hybrid systems, spatial inversion symmetry breaking and spin-orbit coupling (SOC) were simultaneously controlled in a series of two-dimensional organic-inorganic hybrid perovskite (2D-OIHP) copper halides with ferromagnetic exchange interaction (FMI). In chiral molecule-incorporated 2D-OIHP copper halides, an increase in Br component over Cl component at halogen sites leads to systematic variations in magnetic phase diagrams owing to the competition between the FMI and Dzyaloshinskii-Moriya interaction induced by the SOC. The crucial role of noncentrosymmetry in the competition for the magnetic interactions was confirmed by comparing the magnetic phase diagrams of chiral and achiral 2D-OIHP copper bromides.

Electrical detection of parallel parametric amplification and attenuation in a YFeO/Pt bilayer disk

Emdi, G.*; 日置 友智*; 星 幸治郎*; 齊藤 英治

Physical Review B, 108(14), p.L140410_1 - L140410_6, 2023/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.L140410

We report a systematic quantitative evaluation of parametric amplification gain of magnetization dynamics in an yttrium iron garnet (YFeO) thin disk via ac spin pumping and the inverse spin Hall effect. We demonstrate its signature phase dependence where amplification and attenuation occur every i phase shift of the input signal. The results also show the pump-power dependence of the gain that is explained well by our theoretical model. Finally, the optimal conditions for amplification are investigated by measuring the magnetic field dependence, where we find the highest gain of 11.4 dB.

プルトニウム燃料第二開発室の廃止措置状況; GB No.W-9、F-1及び内装設備の解体

永井 佑哉; 周治 愛之; 川崎 猛; 會田 貴洋; 木村 泰久; 根本 靖範*; 小沼 武司*; 冨山 昇*; 平野 耕司*; 薄井 康弘*; et al.

JAEA-Technology 2022-039, 117 Pages, 2023/06

JAEA-Technology-2022-039.pdf:11.96MB

日本原子力研究開発機構は多くの原子力施設を保有しているが、その多くで老朽化・高経年化への対応、東日本大震災及び福島第一原子力発電所の事故を受けた耐震化や新規制基準への対応が求められ、多額の予算を要する状況である。このため、役割を終えた原子力施設についても根本的なリスク低減及び維持管理費用の削減のために施設の廃止措置を進めることが望ましいが、廃止措置及び発生する放射性廃棄物の処理処分に必要な施設の整備・維持管理にも多額の費用が必要となる。この状況を踏まえ、原子力機構では(1)継続利用する施設を絞り込む「施設の集約化・重点化」、(2)新規制基準・耐震化対応、高経年化対策、リスク低減対策等の「施設の安全確保」及び(3)廃止措置、廃棄物の処理処分といった「バックエンド対策」を3つの柱とした「施設中長期計画」を策定した。本計画において、プルトニウム燃料第二開発室は廃止施設として位置付けられており、施設内に設置された設備の解体撤去を進めている。今回の解体撤去対象は、焙焼還元炉、ペレット粉砕設備、これらを包蔵するグローブボックスNo.W-9及びW-9と隣々接の工程室内に設置されているグローブボックスNo.D-1とを連結するトンネル形状のグローブボックスNo.F-1の一部であり、許認可等による約4年の作業中断期間を含めて平成26年2月から令和2年2月の約6年間をかけて作業を実施した。本報告書では、本解体撤去における作業実績、解体撤去を通して得られた知見をまとめたものである。

Study of the and shell gap for Ti and V by the first high-precision multireflection time-of-flight mass measurements at BigRIPS-SLOWRI

飯村 俊*; Rosenbusch, M.*; 高峰 愛子*; 角田 佑介*; 和田 道治*; Chen, S.*; Hou, D. S.*; Xian, W.*; 石山 博恒*; Yan, S.*; et al.

Physical Review Letters, 130(1), p.012501_1 - 012501_6, 2023/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.012501

The atomic masses of Sc, Ti, and V have been determined using the high-precision multireflection time-of-flight technique. The radioisotopes have been produced at RIKEN's Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) and delivered to the novel designed gas cell and multireflection system, which has been recently commissioned downstream of the ZeroDegree spectrometer following the BigRIPS separator. For Ti and V, the mass uncertainties have been reduced down to the order of 10 keV, shedding new light on the shell effect in Ti and V isotopes by the first high-precision mass measurements of the critical species Ti and V. With the new precision achieved, we reveal the nonexistence of the empirical two-neutron shell gaps for Ti and V, and the enhanced energy gap above the occupied p orbit is identified as a feature unique to Ca. We perform new Monte Carlo shell model calculations including the d and g orbits and compare the results with conventional shell model calculations, which exclude the g and the d orbits. The comparison indicates that the shell gap reduction in Ti is related to a partial occupation of the higher orbitals for the outer two valence neutrons at .