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論文

Quantum dynamics of hydrogen in the iron-based superconductor LaFeAsO$$_{0.9}$$D$$_{0.1}$$ measured with inelastic neutron spectroscopy

山浦 淳一*; 平賀 晴弘*; 飯村 壮史*; 村場 善行*; Bang, J.*; 池内 和彦*; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 本田 孝志*; 平石 雅俊*; et al.

Physical Review B, 99(22), p.220505_1 - 220505_6, 2019/06

鉄系超伝導体LaFeAsO$$_{0.9}$$D$$_{0.1}$$の非弾性中性子散乱実験により、超伝導転移温度26K以下において、5-15meVのエネルギー領域に新しい励起が生じることを見出した。なお、この励起は母物質であるLaFeAsO$$_{0.9}$$F$$_{0.1}$$では現れない。14.5meVと11.1meVに現れる強い励起は水素の量子ラットリングまたはバンド運動に起因し、格子間サイトが2個以上のポテンシャル極小点を有する場合にのみ出現するものと結論付けた。

論文

Quantum magnetisms in uniform triangular lattices Li$$_{2}$$$$A$$Mo$$_{3}$$O$$_{8}$$ ($$A$$ = In, Sc)

飯田 一樹*; 吉田 紘行*; 岡部 博孝*; 片山 尚幸*; 石井 裕人*; 幸田 章宏*; 稲村 泰弘; 村井 直樹; 石角 元志*; 門野 良典*; et al.

Scientific Reports (Internet), 9(1), p.1826_1 - 1826_9, 2019/02

 パーセンタイル:100(Multidisciplinary Sciences)

Molecular based spin-1/2 triangular lattice systems have attracted research interest. Li$$_2$$$$A$$Mo$$_3$$O$$_8$$ ($$A$$ = In or Sc) is such a compound where spin-1/2 Mo$$_3$$O$$_{13}$$ clusters in place of Mo ions form the uniform triangular lattice. Here, we report exotic magnetisms in Li$$_2$$InMo$$_3$$O$$_8$$ and Li$$_2$$ScMo$$_3$$O$$_8$$ investigated by muon spin rotation ($$mu$$SR) and inelastic neutron scattering (INS) spectroscopies. Li$$_2$$InMo$$_3$$O$$_8$$ exhibits spin wave excitation which is quantitatively described by the nearest neighbor anisotropic Heisenberg model based on the 120$$^{circ}$$ spin structure. In contrast, Li$$_2$$ScMo$$_3$$O$$_8$$ undergoes short-range magnetic order below 4 K with quantum-spin-liquid-like magnetic fluctuations down to the base temperature. Origin of the different ground states is discussed in terms of anisotropies of crystal structures and magnetic interactions.

論文

New precise measurement of muonium hyperfine structure interval at J-PARC

上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.79

MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.

論文

New muonium HFS measurements at J-PARC/MUSE

Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:10.17

At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.

論文

Tuning of ultra-slow muon transport system

足立 泰平*; 池戸 豊*; 西山 樟生*; 薮内 敦*; 長友 傑*; Strasser, P.*; 伊藤 孝; 髭本 亘; 小嶋 健児*; 牧村 俊助*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036017_1 - 036017_4, 2015/09

We report on the tuning of the ultra-slow muon beam line at J-PARC MUSE using Li impurities in a tungsten muonium production target in place of positive muons. Li ions were evaporated from the tungsten target by heating it up to 2000K and were transported in the ultra-slow muon beam line. The Li ion beam was monitored by micro channel plates installed at several points in the beam line. The Li beam was successfully transported to the end of the beam line after optimization of beam line parameters.

論文

Bipartite magnetic parent phases in the iron oxypnictide superconductor

平石 雅俊*; 飯村 壮史*; 小嶋 健児*; 山浦 淳一*; 平賀 晴弘*; 池田 一貴*; Miao, P.*; 石川 喜久*; 鳥居 周輝*; 宮崎 正範*; et al.

Nature Physics, 10(4), p.300 - 303, 2014/04

 被引用回数:62 パーセンタイル:3.79(Physics, Multidisciplinary)

High-temperature (high-$$T_{rm c}$$) superconductivity appears as a consequence of the carrier-doping of an undoped parent compound exhibiting antiferromagnetic order; thereby, ground-state properties of the parent compound are closely relevant to the superconducting state. On the basis of the concept, a spin-fluctuation has been addressed as an origin of pairing of the superconducting electrons in cuprates. Whereas, there is growing interest in the pairing mechanism such as an unconventional spin-fluctuation or an advanced orbital-fluctuation due to the characteristic multi-orbital system in iron-pnictides. Here, we report the discovery of an antiferromagnetic order as well as a unique structural transition in electron-overdoped LaFeAsO$$_{1-x}$$H$$_x$$ ($$x sim 0.5$$), whereby another parent phase was uncovered, albeit heavily doped. The unprecedented two-dome superconducting phases observed in this material can be interpreted as a consequence of the carrier-doping starting from the original at $$x sim 0$$ and advanced at $$x sim 0.5$$ parent phases toward the intermediate region. The bipartite parent phases with distinct physical properties in the second magnetic phase provide us with an interesting example to illustrate the intimate interplay among the magnetic interaction, structural change and orbital degree of freedom in iron-pnictides.

論文

Suppression of time-reversal symmetry breaking superconductivity in Pr(Os$$_{1-x}$$Ru$$_x$$)$$_4$$Sb$$_{12}$$ and Pr$$_{1-y}$$La$$_y$$Os$$_4$$Sb$$_{12}$$

Shu, L.*; 髭本 亘; 青木 勇二*; Hillier, A. D.*; 大石 一城*; 石田 憲二*; 門野 良典*; 幸田 章宏*; Bernal, O. O.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.

Physical Review B, 83(10), p.100504_1 - 100504_4, 2011/03

 被引用回数:19 パーセンタイル:28.57(Materials Science, Multidisciplinary)

時間反転対称性(TRS)の破れた超伝導状態について調べるため、Pr(Os$$_{1-x}$$Ru$$_x$$)$$_4$$Sb$$_{12}$$とPr$$_{1-y}$$La$$_y$$Os$$_4$$Sb$$_{12}$$合金において零磁場ミュオンスピン緩和測定を行った。TRSは自発的な局所磁場の発生で知ることができる。両合金において磁場は最初は減少したが、Ru置換系ではLa置換系に比べて50%速い現象がみられた。この結果から、TRSは$$xgeq 0.6$$で抑制されるが、La置換系ではすべての濃度において残ることが明らかになった。この結果は結晶場励起子によるクーパー対形成によるTRSの破れた超伝導機構を支持するものである。

論文

J-PARC muon facility, MUSE

三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 河村 成肇*; Strasser, P.*; 牧村 俊助*; 幸田 章宏*; 藤森 寛*; 中原 一隆*; 竹下 聡史*; 小林 庸男*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 225, p.012036_1 - 012036_7, 2010/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:24.85

The science facility (MUSE) along with the neutron, hadron and neutrino facilities is one of the experimental areas PF the J-PARC project, which was approved for construction in a period from 2001 to 2008. Construction of the MLF building was started in the beginning of 2004, and was completed at the end of the 2006 fiscal year. On September 19th, 2008, the graphite target for muon production was placed into the 3 GeV proton beam line. On September 26th, 2008, we finally succeeded to extract surface muon beams. We also succeeded in the extraction of the decay muons on December 25th, 2008.

論文

J-PARC decay muon channel construction status

Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; 幸田 章宏*; 河村 成肇*; 藤森 寛*; 牧村 俊助*; 小林 庸男*; 中原 一隆*; 加藤 峯夫*; 竹下 聡史*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 225, p.012050_1 - 012050_8, 2010/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:6.01

The new Muon Science Facility (MUSE) that is now under construction at J-PARC in the Materials and Life Sciences Facility (MLF) building will comprise four types of muon channels. In the first stage, a conventional superconducting decay muon channel (D-Line) was constructed, which can extract surface (positive) muons with an expected muon yield of $$10^7$$ /s and decay positive/negative muon up to 120 MeV/c, with an expected muon yield of a few $$10^6$$/s at 60 MeV/c for both positive and negative muons. This channel will be used for various kinds of muon experiments like $$mu$$SR, muon catalyzed fusion and nondestruction elements analysis.

論文

Incommensurate spin correlations induced by magnetic Fe ions substituted into overdoped Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+z}$$

平賀 晴弘*; 林 陽一郎*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 足立 匡*; 小池 洋二*; 山田 幾也*; 宮崎 正範*; 平石 雅俊*; et al.

Physical Review B, 81(14), p.144501_1 - 144501_6, 2010/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:38.99(Materials Science, Multidisciplinary)

Spin correlations in the overdoped region of Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+z}$$ have been explored with Fe-doped single crystals characterized by neutron scattering, muon-spin-rotation spectroscopy, and magnetic-susceptibility measurements. The incommensurability $$delta$$ is unexpectedly large ($$sim$$0.2 r.l.u.), as compared with the overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$. However, this large $$delta$$ is close to the hole concentration $$p$$. While our findings in Fe-doped Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+z}$$ support the commonality of incommensurate spin correlations in high-$$T_c$$ cuprate superconductors, they also suggest that the magnetic response might be dominated by a distinct mechanism in the overdoped region.

論文

Birth of an intense pulsed muon source, J-PARC MUSE

三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 河村 成肇*; Strasser, P.*; 牧村 俊助*; 幸田 章宏*; 藤森 寛*; 中原 一隆*; 門野 良典*; 加藤 峯夫*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.957 - 961, 2009/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:57.16(Physics, Condensed Matter)

ミュオン科学実験施設(MUSE)はJ-PARCの実験施設の一つである、MUSEは中性子とミュオン利用の実験施設である物質生命科学実験施設(MLF)の中にある。MLFの建屋建設は2004年にはじまり、2006年度末に完了した。われわれはそこにビームライン機器の設置を行っており、最初のミュオンビームが2008年の秋に発生する予定である。

論文

Novel features in filled skutterudites containing rare-earth elements with a plural number of 4f-electrons

佐藤 英行*; 青木 勇二*; 菊地 大輔*; 菅原 仁*; 髭本 亘; 大石 一城; 伊藤 孝; Heffner, R. H.; Saha, S. R.*; 幸田 章宏*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.749 - 753, 2009/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.52(Physics, Condensed Matter)

充填スクッテルダイト構造を持つ物質における強い電子相関に基づく現象は多岐に渡る。特に、複数の4f電子が含まれる場合は軌道の自由度が新たな非磁性又は弱磁性を伴う現象に大きな役割を果たす。Pr系及びSm系充填スクッテルダイト構造物質においてさまざまな例が見いだされており、これらとミュオンスピン緩和実験の関連を紹介する。

論文

J-PARCの拓く凝縮系科学

藤井 保彦; 新井 正敏; 門野 良典*; 金谷 利治*; 神山 崇*; 新村 信雄*; 野尻 浩之*; 野田 幸男*; 八木 健彦*; 山田 和芳*

固体物理, 43(7), p.441 - 450, 2008/07

平成20年12月から利用を開始するJ-PARC/MLF(中性子,ミュオン)において、凝縮系科学分野で計画している新しい科学を切り拓く研究を各分野の専門家がそれぞれの夢も交えて紹介している。

論文

$$mu$$SR measurements on the vortex lattice of CaAlSi; Anisotropic response in magnetic penetration depth

黒岩 壮吾*; 佐藤 宏樹*; 幸田 章宏*; 門野 良典*; 大石 一城*; 髭本 亘; 秋光 純*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2124 - 2128, 2007/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:84.54(Chemistry, Multidisciplinary)

六方晶の超伝導体CaAlSiの磁場侵入長及びコヒーレント長をミュオンスピン回転法により測定した。改訂ロンドンモデルによる解析の結果、面内の磁場侵入長は磁場とともに増大し、面間の磁場侵入長はほぼ一定であることを見いだした。この磁場依存性は磁場誘起準粒子励起を明確に示しており、CaAlSiは異方的なギャップ構造を持つことが提案される。

論文

Microscopic properties of vortex states in YB$$_6$$ probed by muon spin rotation

門野 良典*; 黒岩 壮吾*; 秋光 純*; 幸田 章宏*; 大石 一城; 髭本 亘; 大谷 茂樹*

Physical Review B, 76(9), p.094501_1 - 094501_11, 2007/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:56.31(Materials Science, Multidisciplinary)

The local magnetic field distribution B($$r$$) in the mixed state of a boride superconductor, YB$$_6$$, is studied by muon spin rotation ($$mu$$SR). A comparative analysis using the modified London model and Ginzburg-Landau(GL) model indicates that the latter exhibits a better agreement with $$mu$$SR data at higher fields and thus demonstrating the importance of reproducing the field profile near the vortex cores when the inter vortexdistance becomes closer to the GL coherence length. The temperature and field dependence of the magnetic penetration depth ($$lambda$$) does not exhibit any indications of the nonlocal effect or of low-lying quasiparticle excitation. This suggests that the strong coupling of electrons to the rattling motion of Y ions in the boron cage, as suggested by bulk measurements, induces a conventional superconductivity with isotropic $$s$$-wave pairing. Considering the present results, a review is provided for probing the anisotropy of the superconducting order parameters by the slope of $$lambda$$ against the field ($$etapropto dlambda/dH$$).

論文

Muon spin relaxation and hyperfine-enhanced $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics in Pr(Os,Ru)$$_4$$Sb$$_{12}$$ and (Pr,La)Os$$_4$$Sb$$_{12}$$

Shu, L.*; MacLaughlin, D. E.*; 青木 勇二*; 綱島 慶乃*; 米澤 祐樹*; 真田 祥太郎*; 菊地 大輔*; 佐藤 英行*; Heffner, R. H.; 髭本 亘; et al.

Physical Review B, 76(1), p.014527_1 - 014527_8, 2007/07

 被引用回数:19 パーセンタイル:32.36(Materials Science, Multidisciplinary)

Zero- and longitudinal-field muon spin relaxation experiments have been carried out in the alloy series Pr(Os$$_{1-x}$$Ru$$_x$$)$$_4$$Sb$$_{12}$$ and Pr$$_{1-y}$$La$$_y$$Os$$_4$$Sb$$_{12}$$ to elucidate the anomalous dynamic muon spin relaxation observed in these materials. The damping rate $$Lambda$$ associated with this relaxation varies with temperature, applied magnetic field, and dopant concentrations $$x$$ and $$y$$ in a manner consistent with the "hyperfine enhancement" of $$^{141}$$Pr nuclear spins. This mechanism arises from Van Vleck-like admixture of magnetic Pr$$^{3+}$$ crystalline-electric-field-split excited states into the nonmagnetic singlet ground state by the nuclear hyperfine coupling, thereby increasing the strengths of spin-spin interactions between $$^{141}$$Pr and muon spins and within the $$^{141}$$Pr spin system. We find qualitative agreement with this scenario and conclude that electronic spin fluctuations are not directly involved in the dynamic muon spin relaxation.

論文

Anomalous magnetic phase in an undistorted pyrochlore oxide Cd$$_2$$Os$$_2$$O$$_7$$ induced by geometrical frustration

幸田 章宏*; 門野 良典*; 大石 一城; Saha, S. R.*; 髭本 亘; 米澤 茂樹*; 村岡 祐治*; 広井 善二*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(6), p.063703_1 - 063703_4, 2007/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:40.09(Physics, Multidisciplinary)

ミュオンスピン緩和法を用いて調べた金属非金属転移を示すパイロクロア酸化物Cd$$_2$$Os$$_2$$O$$_7$$の磁性を報告した。転移温度以下では強いスピン揺らぎが現れ、これはスピンのフラストレーションが影響しているためであると考えられる。さらに低温では非整合のスピン密度波が見られ、局所的なスピンのダイナミクスの変化を伴う異常な磁気的変化であることが提唱された。

論文

Knight shift measurements in the superconducting state of Pr$$_{1-x}$$La$$_x$$Os$$_4$$Sb$$_{12}$$ (X=0.4) probed by $$mu$$SR

髭本 亘; 青木 勇二*; 大石 一城; 伊藤 孝; Heffner, R. H.; Saha, S. R.*; 幸田 章宏*; 佐藤 英行*; 門野 良典*; 菊地 大輔*; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.620 - 622, 2007/03

$$mu$$SR法を用いて調べた重い電子系超伝導体(Pr$$_{1-x}$$La$$_x$$)Os$$_4$$Sb$$_{12}$$のナイトシフトについて報告する。PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$は非通常型の超伝導状態にあると考えられているが、その超伝導対称性等はこれまでのところ明確になっていない。特に、LaOs$$_4$$Sb$$_{12}$$では通常型の超伝導が報告されており、その中間の(Pr$$_{1-x}$$La$$_x$$)Os$$_4$$Sb$$_{12}$$の超伝導状態は非常に興味深い問題である。ミュオンを用いて調べた(Pr$$_{1-x}$$La$$_x$$)Os$$_4$$Sb$$_{12}$$(x=0.4)のナイトシフト測定では、超伝導状態においても減少がみられないことから非通常型、特にスピン三重項の超伝導状態にある可能性があり、講演では詳細を報告する。

論文

Spin-triplet superconductivity in PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$ probed by muon knight shift

髭本 亘; Saha, S. R.*; 幸田 章宏*; 大石 一城; 門野 良典*; 青木 勇二*; 菅原 仁*; 佐藤 英行*

Physical Review B, 75(2), p.020510_1 - 020510_4, 2007/01

 被引用回数:28 パーセンタイル:22.57(Materials Science, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体PrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$の単結晶におけるミュオンスピン回転実験の結果を報告する。3kOe及び17kOeにおけるミュオンナイトシフトは超伝導転移温度以下20mKまで不変であり、スピン帯磁率が超伝導状態においても減少していないことを意味する。この結果はPrOs$$_4$$Sb$$_{12}$$がスピン三重項超伝導状態にあることを証明するものと考えられる。

論文

Possible unconventional superconductivity and magnetism in CePt$$_3$$Si probed by muon spin rotation and relaxation

髭本 亘; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 大貫 惇睦; 大石 一城; 伊藤 孝; 幸田 章宏*; Saha, S. R.*; 門野 良典*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(12), p.124713_1 - 124713_5, 2006/12

 被引用回数:12 パーセンタイル:37.79(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体CePt$$_3$$Siは、空間反転対称性の破れた構造を有し、その超伝導がどのような状態にあるかは大きな興味が持たれている。われわれは$$mu$$SR法を用いてこの物質の超伝導状態と磁性の研究を行った。その結果、超伝導状態におけるナイトシフトに温度依存性が見られないことが明らかになった。この結果は超伝導電子対の状態を考察するうえで大きな情報となる。また他の試料で見られていたものと同様な磁気的状態にあることがわかった。このことは、磁性には試料依存性がほとんどないことを示唆するものと考えられる。

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