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論文

Sample Radioactivity Evaluation Program (SARE) at Materials and Life Science Facility in J-PARC

原田 正英; 山口 雄司; 橋本 典道*; 伊藤 卓*; 田島 考浩*; 奥 隆之; 羽賀 勝洋; 池田 浩*; 田村 智志*

JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011184_1 - 011184_4, 2026/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.45.011184

J-PARCの物質・生命科学実験施設では、3GeV・1MWのパルス陽子ビームを水銀や炭素のターゲットに入射させ、発生する大強度の中性子ビームやミュオンビームを様々な測定に利用させている。測定に用いる試料は放射化するため、試料の放射能を評価することは、ユーザー実験の放射線安全のために非常に重要である。そこで、試料放射化計算コード(SARE)を開発した。SAREは、中性子束と放射化断面積を用いて、中性子及びミュオンビームラインごとの試料の放射能を評価することができる。中性子束は文献のデータを適用した。放射化断面積データはDCHAIN-SP-2001から取得した。負ミュオンの放射化もデータベースを使用した。SAREはJAVAとJAVAスクリプトをベースとしたWebサーブレットによるユーザーフレンドリーなインターフェイスを持ち、様々な実験条件を選択することができる。本発表では、SAREの紹介とBL10で実施したフォイル放射化法による検証結果を紹介する。

論文

Incommensurate magnetic ordered phase with enhanced low-temperature magnetic specific heat in SmAu$$_{3}$$Al$$_{7}$$

東中 隆二*; Iwami, Takuma*; Saito, Kosuke*; 伊藤 孝; 田端 千紘; 金子 耕士; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 中村 惇平*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 95(6), p.063702_1 - 063702_5, 2026/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.95.063702
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)

Neutron scattering and muon spin rotation (mSR) measurements on single-crystal SmAu$$_{3}$$Al$$_{7}$$ reveal magnetically ordered states associated with successive transitions at 2.8 K and 0.9 K. Magnetic Bragg peaks appear below TN with an incommensurate propagation vector q = (0.30, 0, 1.33). mSR detects spontaneous internal fields below 2.8 K, and the spectral shape is consistent with the incommensurate magnetic ordering. No anomalies are observed at 0.9 K, indicating that the magnetic structure remains essentially unchanged.

論文

Magnetization process of the layered diluted ferromagnetic semiconductor (Ba,K)(Zn,Mn)$$_2$$As$$_2$$ studied by X-ray magnetic circular dichroism

Wan, Y.*; 芝田 悟朗; 竹田 幸治*; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳*; 他10名*

Physical Review Materials (Internet), 10(5), p.054402_1 - 054402_8, 2026/05

https://doi.org/10.1103/69sm-fz7z
 被引用回数：1 パーセンタイル：54.17(Materials Science, Multidisciplinary)

In order to unveil the nature of the ferromagnetism in (Ba,K)(Zn,Mn)$$_2$$As$$_2$$, its magnetization process has been studied by X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the Mn $$L_{2,3}$$ edge in a wide range of temperature and magnetic field. The average magnetization of the Mn atoms as a function of magnetic field ($$M$$-$$H$$ curves) at various temperatures could be successfully explained by a mixture of paramagnetic (PM), superparamagnetic (SPM), and ferromagnetic (FM) components as previously reported for GaMnAs, revealing the complex nature of the ferromagnetism in (Ba,K)(Zn,Mn)$$_2$$As$$_2$$. The average magnetization of the SPM clusters of different sizes and the FM regions were found to be small compared to those in GaMnAs, which we attribute to the antiferromagnetic interaction between nearest-neighbor Mn atoms in (Ba,K)(Zn,Mn)$$_2$$As$$_2$$ on the basis of recent theoretical predictions.

論文

J-PARCリニアック50Hz運転検証試験

近藤 恭弘; 地村 幹; Cicek, E.*; 福井 佑治*; 二ツ川 健太*; 不破 康裕; 後藤 陸斗*; 平野 耕一郎; 石川 将樹*; 伊藤 崇; et al.

Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.124 - 129, 2026/03

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2025/proceedings/PDF/FRO6/FRO601.pdf

J-PARCリニアックではさまざまなアップグレード計画が進行中であり、その中でも繰り返し周波数倍増計画は最も重要なものである。現在、リニアックは400MeVの負水素イオンビームを、3GeVシンクロトロン(RCS)へ25Hzの繰り返し周波数で供給している。しかし、RCSと計画中の陽子ビーム照射施設の両方に同時にビームを供給するためには、繰り返し周波数を25Hzから50Hzに引き上げる必要がある。照射施設へのビームライン建設に先立ち、2025年5月に現状可能な範囲でのリニアック機器の50Hz動作検証を実施した。また、J-PARC加速器における最も重要な安全装置の一つである粒子数カウンターシステムについても、50Hz動作の検証を行った。その結果、重大な問題は確認されず、今後予定されている50Hzビーム加速実証に向けた準備が整った。本論文では、J-PARCリニアックにおけるビーム加速を伴わない50Hz動作実証の詳細について述べる。

論文

Progress in linac beam commissioning for high-intensity operations for J-PARC power upgrades

Liu, Y.*; 大谷 将士*; 宮尾 智章*; 中沢 雄河*; 柴田 崇統*; 南茂 今朝雄*; Fang, Z.*; 二ツ川 健太*; 福井 佑治*; 溝端 仁志*; et al.

Proceedings of 16th International Particle Accelerator Conference (IPAC25) (Internet), p.855 - 857, 2025/11

https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2025-TUAD1

The Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) has achieved stable 1 MW operation on its neutron target and is advancing toward higher power levels of 1.5 MW to support high-power MR operations and a second target station. This progression presents challenges, including increased intra-beam stripping (IBSt) of negative hydrogen ions, chop leakage from higher beam currents and emittance, low-energy beam loss due to halo formation, frontend fluctuations affecting beam transmission, and RF phase and amplitude fluctuations. To address these issues, a redesigned lattice mitigates IBSt, a new MEBT1 improves chopping and collimation, and machine learning-based compensation schemes manage frontend and RF fluctuations. Additionally, longitudinal and transverse matching schemes enhance beam quality, validated through benchmarked longitudinal measurements. Results from studies at 50 mA and 60 mA beam currents demonstrate significant progress in overcoming these challenges.

論文

Combined in situ quick X-ray absorption fine structure and X-ray diffraction systems for ultra-high temperature metal oxides

谷田 肇; 小林 徹; 矢板 毅; 小畠 雅明; 福田 竜生; 伊藤 あゆみ*; 小無 健司*; 有田 裕二*

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 98(10), p.uoaf088_1 - uoaf088_5, 2025/10

https://doi.org/10.1093/bulcsj/uoaf088
 被引用回数：1 パーセンタイル：18.14(Chemistry, Multidisciplinary)

Structural analysis using synchrotron radiation, such as X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption fine structure (XAFS), is an effective means of investigating physical properties of materials at high temperatures in order to experimentally clarify their physical properties. However, accurate temperature measurements above 2800 K are difficult, complicating the assessment of structural changes in materials. This study addresses these issues by employing a newly developed furnace capable of reaching 2800 K and performing in situ rapid XAFS and XRD measurements. These advances will improve our understanding of metal oxides at melting points and provide valuable insights into their behaviour under extreme conditions.

論文

Phase transitions and relaxor behavior of lead-free ferroelectric bismuth potassium titanate

斎藤 幸太郎*; 松尾 拓紀*; 米田 安宏; Ye, Z.-G*; 野口 祐二*

Journal of Applied Physics, 138(9), p.094102_1 - 094102_9, 2025/09

https://doi.org/10.1063/5.0272995
 被引用回数：2 パーセンタイル：40.34(Physics, Applied)

The phase transition behavior of relaxor ferroelectric Bi$$_{1/2}$$K$$_{1/2}$$TiO$$_3$$ (BKT) is investigated in ceramic from based on synchrotron radiation X-ray diffraction measurements and dielectric measurements as a function of temperature. The structural transformation from the cubic non-ergodic (NER) relaxor state to the tetragonal NER state triggers the spontaneous relaxor-to-ferroelectric phase transition. Based on the experimental observations, a temperature phase diagram of BKT is established in terms of average crystal structure and polar order.

論文

Local and electronic structures of BaTiO$$_3$$/KNbO$$_3$$ nanocomposite particles

米田 安宏; 小林 徹; 辻 卓也; 芝田 悟朗; 竹田 幸治*; 斎藤 祐児; Khanal, G. P.*; 藤井 一郎*; 上野 慎太郎*; 佐藤 幸生*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 64(8), p.08SP07_1 - 08SP07_8, 2025/08

https://doi.org/10.35848/1347-4065/adf4f1
 被引用回数：2 パーセンタイル：21.19(Physics, Applied)

ナノ粒子結晶の表面に別の異なる物質を成長させた複合ナノ粒子が高品位で合成できるようになってきた。このようなナノ構造体の評価には種々のスケールでの異なる評価方法を組み合わせることが効果的である。BaTiO$$_3$$/KNbO$$_3$$ナノ複合粒子の種々の構造評価と電子状態評価を放射光を利用して行った。構造評価からナノ複合粒子はコア部分が100nmのBaTiO$$_3$$で20nmのKNbO$$_3$$で覆われていることが確認できた。最表面のKNbO$$_3$$のO-K吸収端スペクトルはバルクやナノ粒子のそれとは異なっており、複合粒子化することで化学結合状態が変化することがわかった。

論文

Experimental investigation of nonisothermal interaction between Fe-Zr melt and stainless steel forming "metallic debris" in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

伊藤 あゆみ*; 菅野 辰哉*; 岩間 崇之*; 植田 滋*; 佐藤 拓未; 永江 勇二

Annals of Nuclear Energy, 217, p.111333_1 - 111333_14, 2025/07

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2025.111333
 被引用回数：2 パーセンタイル：61.39(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所2号機では、原子炉圧力容器の破損に寄与するメカニズムとして、主にFeとZrからなる金属プールの形成が提唱されている。本研究では、炉内劣化過程の後期に金属プールが形成された炉心劣化初期の材料相互作用に着目した。まず、Fe-87ZrとFe-15Zr(at%)の2種類の組成物を液相線温度1723Kまで加熱し、より低温のSS上に滴下し、反応生成物の金属組織を調べた。その後、1723Kから1873KのFe-87Zr融体を酸化SS上に滴下し、酸化膜が劣化に及ぼす影響を評価した。この研究により、すべての金属間化合物の液相線温度が2000K以下であることが確認され、金属破片が最近のシビアアクシデント解析で予測されている「金属プールの形成」の原因となりうることがわかった。

論文

Study on the effect of radiation-resistant resin on water radiolysis

伊藤 辰也; 永石 隆二; 桑野 涼*; 神戸 正雄*; 吉田 陽一*

Radiation Physics and Chemistry, 226, p.112198_1 - 112198_5, 2025/01

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2024.112198
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Physical)

近年、放射線照射実験や非密封放射性同位元素実験用の容器として、ポリイミドやポリエーテルエーテルケトンなどの耐放射線性樹脂の使用が増えている。しかし、水の分解生成物と樹脂との相互作用の可能性が見つかり、樹脂が放射線場における水中の反応に影響を及ぼすことが懸念された。その相互作用を明らかにするために、$$gamma$$線による水の放射線分解における重クロム酸イオン(Cr$$_{2}$$O$$_{7}$$$$^{2-}$$)の還元と過酸化水素(H$$_{2}$$O$$_{2}$$)の生成を樹脂の有無で比較した。同一線量で樹脂ありの水溶液中のCr$$_{2}$$O$$_{7}$$$$^{2-}$$還元量は樹脂なしの場合よりも大きくなり、樹脂によってCr$$_{2}$$O$$_{7}$$$$^{2-}$$還元が促進されることを示した。一方、電子捕捉剤の有無にかかわらず、純水中のH$$_{2}$$O$$_{2}$$生成は樹脂の有無にほとんど依存しなかった。これらは、放射線場において水と接触した樹脂とヒドロキシルラジカルとの相互作用を示唆している。

論文

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer and $$mu^+$$SR studies of Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$

筒井 智嗣; 伊藤 孝; 中村 仁*; 吉田 実生*; 小林 義男*; 依田 芳卓*; 中村 惇平*; 幸田 章宏*; 東中 隆二*; 青木 大*; et al.

Interactions (Internet), 245(1), p.55_1 - 55_9, 2024/12

https://doi.org/10.1007/s10751-024-01900-6

$$^{149}$$Sm SR-based M$"{o}$ssbauer and muon spin relaxation ($$mu^+$$SR) spectroscopies have been applied to Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$. The temperature dependence of the $$^{149}$$Sm SR-based M$"{o}$ssbauer spectra in the paramagnetic state implies the presence of dynamical nuclear Zeeman and/or quadrupole interactions. The time differential $$mu^+$$SR spectra also exhibit a marked temperature dependence in the paramagnetic state, indicating the presence of magnetic fluctuation in Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$ at least. These results in the present work infer that the dynamical hyperfine interactions observed using the mutually complementary spectroscopic methods are connected with the mechanism of the heavy fermion behavior in Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$.

論文

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer spectroscopy of Sm-based heavy fermion compounds

筒井 智嗣; 東中 隆二*; 水牧 仁一朗*; 小林 義男*; 中村 仁*; 伊藤 孝; 依田 芳卓*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*

Interactions (Internet), 245(1), p.9_1 - 9_10, 2024/12

https://doi.org/10.1007/s10751-024-01851-y

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer spectroscopy has been applied to Sm-based heavy fermion intermetallics, Sm$$Tr_2$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$ = Ti, V and Cr) and SmOs$$_{4}$$Sb$$_{12}$$. The isomer shifts obtained demonstrate that the Sm valence states in these compounds are intermediate. Since the difference of the isomer shifts in 22.502 keV $$^{149}$$Sm M$"{o}$ssbauer effect between Sm$$^{2+}$$ and Sm$$^{3+}$$ state is comparable to the 2nd order Doppler shift, consideration of the 2nd order Doppler shift is required to precisely discuss Sm valence state through the shifts of the M$"{o}$ssbauer spectra. In addition, the plots of the isomer shifts obtained by the M$"{o}$ssbauer spectroscopy against the Sm valence states estimated from Sm L-edge X-ray absorption spectroscopy exhibit a linear correlation except for that in SmOs$$_4$$Sb$$_{12}$$. This implies that the origin of the intermediate valence state in SmOs$$_4$$Sb$$_{12}$$ differs from that in Sm$$Tr_2$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$ = Ti, V and Cr).

論文

Local and electronic structures of NaNbO$$_3$$, AgNbO$$_3$$, and KNbO$$_3$$

米田 安宏; 小林 徹; 辻 卓也; 松村 大樹; 斎藤 祐児; 野口 祐二*

Japanese Journal of Applied Physics, 63(9), p.09SP12_1 - 09SP12_10, 2024/09

https://doi.org/10.35848/1347-4065/ad72fc
 被引用回数：5 パーセンタイル：45.46(Physics, Applied)

NaNbO$$_3$$、AgNbO$$_3$$、KNbO$$_3$$のABO$$_3$$型ペロブスカイト系は良好な強誘電特性を持つことが知られている。我々は局所構造解析により各原子のラットリング空間を直接決定した。この解析により、大きな揺らぎを持つ結合サイトがイオンサイズの変化によって変化することを明らかにした。軟X線吸収分光法を含む実験から、Aサイトイオンは酸素と混成していることがわかった。

論文

Retention of hydrogen bubbles generated from water radiolysis in carbonate slurry

伊藤 辰也; 永石 隆二; 桑野 涼*

Nuclear Technology, 210(8), p.1427 - 1443, 2024/08

https://doi.org/10.1080/00295450.2023.2299893
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所の多核種除去設備における凝集沈殿(共沈)プロセスから排出される放射性廃棄物のような強アルカリ条件下で、水の放射線分解によって発生した水素(H$$_{2}$$)気泡の保持を、マグネシウムとカルシウムの混合沈殿物である懸濁物固体(SS)からなる炭酸塩スラリーの高粘度懸濁液中で定量的に研究した。親水性の異なる2種類の炭酸塩スラリー、親水性の「現行型」と疎水性の「返送型」についてH$$_{2}$$保持特性を評価し、それらの特性を別の懸濁液であるベントナイトの粘土懸濁液の特性と比較した。SS粒子表面の化学吸着量とスラリー中のH$$_{2}$$Oの量の比較から、SS粒子間でH$$_{2}$$O分子が共有されている必要があり、この共有により粘土懸濁液中で微細な粘土鉱物間の静電的な結合が形成する粘性とは異なる構造粘性が形成されることが確認された。スラリー中のH$$_{2}$$気泡の保持は、$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射後のスラリーの撹拌前後で観測されたH$$_{2}$$発生量の差から評価した。親水性スラリー、疎水性スラリー、粘土懸濁液、処理水の保持特性の比較から、親水性スラリー中のH$$_{2}$$気泡は構造粘性だけでなく立体障害によっても保持されると示唆された。

論文

Adsorption behavior of platinum-group metals and Co-existing metal ions from simulated high-level liquid waste using HONTA and Crea impregnated adsorbent

大沢 直樹*; Kim, S.-Y.*; 久保田 真彦*; Wu, H.*; 渡部 創; 伊藤 辰也; 永石 隆二

Nuclear Engineering and Technology, 56(3), p.812 - 818, 2024/03

https://doi.org/10.1016/j.net.2023.09.001
 被引用回数：7 パーセンタイル：80.73(Nuclear Science & Technology)

An impregnated silica-based adsorbent was prepared by combining HONTA extractant, Crea extractant, and macroporous silica polymer composite particles (SiO$$_{2}$$-P). The performance of platinum-group metals adsorption and separation on prepared (HONTA + Crea)/SiO$$_{2}$$-P adsorbent was assessed by batch-adsorption and chromatographic separation studies. (HONTA + Crea)/SiO$$_{2}$$-P adsorbent showed high adsorption performance of Pd(II) owing to an affinity between Pd(II) and Crea extractant based on the Hard and Soft Acids and Bases theory. The chromatographic experiment showed that Pd(II) was recovered entirely from the feed solution using 0.2 M thiourea in 0.1 M HNO$$_{3}$$. Possibility of recovery of Zr(IV), Mo(VI), and Re(VII) was also observed using the (HONTA + Crea)/SiO$$_{2}$$-P adsorbent.

論文

Polarization dependence of soft X-ray absorption spectroscopy on the heavy fermion superconductor CeNi$$_{2}$$Ge$$_{2}$$

藤原 秀紀*; 中谷 泰博*; 荒谷 秀和*; 金井 惟奈*; 山神 光平*; 濱本 諭*; 木須 孝幸*; 関山 明*; 田中 新*; 海老原 孝雄*; et al.

New Physics; Sae Mulli, 73(12), p.1062 - 1066, 2023/12

https://doi.org/10.3938/NPSM.73.1062

We have performed soft X-ray absorption spectroscopy (XAS) on the heavy fermion superconductor CeNi$$_{2}$$Ge$$_{2}$$ to examine the local 4${it f}$ electronic structure. The XAS spectra are qualitatively explained by ionic calculations, indicating a degree of localized character of the 4${it f}$ states, while sizable ${it cf}$-hybridization effects are also observed in the XAS spectra and those magnetic circular dichroism. In addition, the temperature dependence of linear dichroism in the XAS spectra indicates that the ground state symmetry is $$Gamma$$$$_{7}$$, and the excited states with $$Gamma$$$$_{6}$$ symmetry is above 390 K.

論文

Local structure analysis of Bi$$_{0.5}$$Na$$_{0.5}$$TiO$$_3-$$BaTiO$$_3$$ solid solutions

米田 安宏; 小林 徹; 辻 卓也; 松村 大樹; 斎藤 祐児; 野口 祐二*

Japanese Journal of Applied Physics, 62(SM), p.SM1006_1 - SM1006_8, 2023/11

https://doi.org/10.35848/1347-4065/ace3cd
 被引用回数：8 パーセンタイル：51.17(Physics, Applied)

Bi$$_{0.5}$$Na$$_{0.5}$$TiO$$_3-$$BaTiO$$_3$$ (BNT$$-$$BT)固溶体は良い圧電特性を示すため多くの研究が行われてきた。また、BT組成に応じてバラエティーに富んだ相が観測される。BNT$$-$$BT固溶体の軟X線吸収分光実験と高エネルギーX線回折実験を放射光を利用して行った。得られたBNT$$-$$BT固溶体の電子構造と局所構造から、BTの置換効果は主にBaの置換サイトであるAサイトで起こっていることがわかった。BT組成の変化に対してTiO$$_6$$八面体の菱面体晶ひずみは変化しておらず、O-K吸収端で生じた電子構造の変化は混成状態の変化であると考えられる。

論文

Impact of the ground-state 4${it f}$ symmetry for anisotropic ${it cf}$ hybridization in the heavy-fermion superconductor CeNi$$_{2}$$Ge$$_{2}$$

藤原 秀紀*; 中谷 泰博*; 荒谷 秀和*; 金井 惟奈*; 山神 光平*; 濱本 諭*; 木須 孝幸*; 山崎 篤志*; 東谷 篤志*; 今田 真*; et al.

Physical Review B, 108(16), p.165121_1 - 165121_10, 2023/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.165121
 被引用回数：1 パーセンタイル：5.36(Materials Science, Multidisciplinary)

We report the ground-state symmetry of the Ce 4${it f}$ states in the heavy-fermion superconductor CeNi$$_{2}$$Ge$$_{2}$$, yielding anisotropic ${it cf}$ hybridization between the Ce 4${it f}$ states and conducting electrons. By analyzing linear dichroism in soft X-ray absorption and core-level hard X-ray photoemission spectra, the 4${it f}$ symmetry is determined as $$Sigma$$-type $$Gamma$$$$_{7}$$, promoting predominant hybridization with the conducting electrons originating from the Ge site. The band structures probed by soft X-ray angle-resolved photoemission indicates that the Ge 4${it p}$ components contribute to the band renormalization through the anisotropic hybridization effects, suggesting that the control of the electronic structures of Ge orbital gives an impact to achieve the exotic phenomena in CeNi$$_{2}$$Ge$$_{2}$$.

論文

Sodium-cooled Fast Reactors

大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.

Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07

https://shop.elsevier.com/books/sodium-cooled-fast-reactors/morishita/978-0-12-824076-2

ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。

論文

Magnetoelastic anisotropy in Heusler-type Mn$$_{2-delta}$$CoGa$$_{1+delta}$$ films

窪田 崇秀*; 高野 大地*; 小田 洋平*; Mohanty, S.*; 伊藤 啓太*; 松木 充弘*; 林田 誠弘*; Sun, M.*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; et al.

Physical Review Materials (Internet), 6(4), p.044405_1 - 044405_12, 2022/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.6.044405
 被引用回数：7 パーセンタイル：31.39(Materials Science, Multidisciplinary)

This study focuses on an inverse-type Heusler alloy, Mn$$_{2-delta}$$CoGa$$_{1+delta}$$ (MCG), with a small off-stoichiometry ($$delta$$), showing perpendicular magnetic anisotropy (PMA). We observed a relatively large uniaxial magnetocrystalline anisotropy constant ($$K_mathrm{u}$$) on the order of 10$$^5$$ J/m$$^3$$ at room temperature in the MCG films with a small tetragonal distortion of a few percent. X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) was employed to get insight into the origin for the PMA. Negligible angular variation of the orbital magnetic moment evaluated using the XMCD spectra suggested a minor role of the so-called Bruno's term to $$K_mathrm{u}$$. The origin of the PMA was discussed based on the second-order perturbation theory in terms of the spin-orbit coupling, and first principles calculations, claiming that the mixing of the occupied $$uparrow$$- and the unoccupied $$downarrow$$-spin states is responsible for the PMA of the MCG films.

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