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論文

Effects of particle irradiations on vortex states in iron-based superconductors

為ヶ井 強*; 田縁 俊光*; 柳生田 英徳*; 土屋 雄司*; Mohan, S.*; 谷口 智隆*; 仲島 康行*; 岡安 悟; 笹瀬 雅人*; 北村 尚*; et al.

Superconductor Science and Technology, 25(8), p.084008_1 - 084008_14, 2012/08

 被引用回数:82 パーセンタイル:93.85(Physics, Applied)

様々な高エネルギー粒子を鉄系超伝導体に照射し、臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$と磁束ダイナミクスへの影響を系統的に調べた。十分なエネルギー付与のできる粒子線照射ならば、銅酸化物高温超伝導体の場合と同様に、$$J$$$$_{rm c}$$の増加や磁束ダイナミクスの抑制に効果があることがわかった。一般に、$$J$$$$_{rm c}$$の増大は銅酸化物に比べて遙かに高い照射量まで持続する。照射効果の詳細はイオン種やエネルギーに依存するが、同種のイオンやエネルギーでもその効果は対象となる鉄系超伝導体ごとに異なる。重イオン照射によって作られる欠陥の相関性は不可逆磁化の角度依存性によって確かめられた。

論文

Low-field anomaly of vortex dynamics in iron-pnictide superconductors

為ヶ井 強*; 田縁 俊光*; 柳生田 英徳*; 仲島 康行*; 岡安 悟; 笹瀬 雅人*; 北村 尚*; 村上 健*; 神原 正*; 金井 保之*

Physica C, 471, p.777 - 780, 2011/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:30.81(Physics, Applied)

粒子線照射前後でBa(Fe$$_{1-x}$$Co$$_{x}$$)$$_{2}$$As$$_{2}$$の磁化緩和を測定した。規格化緩和率Sは未照射試料ではセルフフィールド以下の低磁場で抑制される。重イオン照射ではこうした異常は大きく抑制されるが、イオン種やエネルギーに依存して弱く痕跡を残す場合もある。例えば陽子照射の場合は緩和率Sの低磁場異常は未照射試料と比較すると鈍ってはいるが残っている。これらの結果からSの低磁場での異常は欠陥によって抑えられ、その効果は円柱状欠陥のような相関性のある欠陥ではより顕著になることがわかる。

論文

Modification of Fe-Pd invar alloys by high-energy heavy ions

小野 文久*; 知見 康弘; 石川 法人; 金光 裕昭*; 松島 康*; 岩瀬 彰宏*; 神原 正*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 257(1-2), p.402 - 405, 2007/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:41.93(Instruments & Instrumentation)

Fe-Pdインバー合金に200MeV Xeイオンを照射し、10$$^{14}$$ions/cm$$^{2}$$の照射量まで照射し、キュリー温度が20-25K上昇する結果を得た。Fe-Ni合金においてもキュリー温度が同様のイオン照射により上昇することを既に見いだしているが、そのキュリー温度上昇幅と比較すると少ないことがわかった。NiとPdの原子半径の違いから、キュリー温度上昇幅の違いの起源を議論した。

論文

Swift heavy ion irradiation effects in nanocrystalline gold

知見 康弘; 岩瀬 彰宏*; 石川 法人; 小檜山 守*; 稲見 隆*; 神原 正*; 奥田 重雄*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 245(1), p.171 - 175, 2006/04

 被引用回数:15 パーセンタイル:72.54(Instruments & Instrumentation)

金ナノ結晶での欠陥蓄積における高速粒子照射効果を調べた。種々の結晶粒径(23$$sim$$156nm)の金ナノ結晶箔試料(厚さ3$$sim$$5$$mu$$m)を、ガスデポジション法とその後の熱処理により作製した。60MeV $$^{12}$$Cイオン,3.54GeV $$^{136}$$Xeイオン及び2.0MeV電子線を低温で試料に照射した。照射中の電気抵抗率変化をその場測定することにより、欠陥蓄積挙動を観測した。電気抵抗率変化の照射量依存性を解析した結果、欠陥生成断面積($$sigma$$$$_{d}$$)及び欠陥消滅断面積($$sigma$$$$_{r}$$)が結晶粒径の減少とともに単調増加することがわかった。このことは、金多結晶よりも弾き出しエネルギーの閾値(E$$_{d}$$)が低くなっていると考えられる金ナノ結晶での結晶粒界近傍領域の体積分率が大きいことに起因することを示している。また、金ナノ結晶での電子励起効果の可能性についても議論する。

論文

Effect of high-energy ion irradiation on magnetic properties in Fe-Pt invar alloys

小野 文久*; 金光 裕昭*; 松島 康*; 知見 康弘; 石川 法人; 神原 正*; 岩瀬 彰宏*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 245(1), p.166 - 170, 2006/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:35.09(Instruments & Instrumentation)

規則化及び不規則化したFe-28.3at.%Pt合金試料に200MeV Xeイオンを10$$^{14}$$ions/cm$$^{2}$$の照射量まで照射した。各試料について照射前後に交流磁化率高速測定装置を用いて交流磁化率-温度曲線を測定した。以前のFe-Ni合金での結果からの予想に反して、不規則化したFe-Ptインバー合金ではキュリー温度(Tc)が照射により約15K低下した。このことは格子膨張の効果を考慮するだけでは説明できない。Fe-Ptインバー合金では格子膨張の効果が、合金構成元素間の原子質量の大きな差に起因する何か他の効果によってキャンセルされている可能性がある。規則化したFe-Pt合金では、同じ照射量でTcは60Kも低下した。規則化及び不規則化したFe-Pt試料でのTcの値は照射後に一致した。これは照射により規則化状態が不規則化したと考えることで説明できる。

論文

Pressure dependence of the irradiation-induced ferromagnetism in Fe-Ni invar alloys

松島 康*; Sun, N. Q.*; 金光 裕昭*; 松下 正史*; 岩瀬 彰宏*; 知見 康弘; 石川 法人; 神原 正*; 小野 文久*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 298(1), p.14 - 18, 2006/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:36.11(Materials Science, Multidisciplinary)

近年見いだされたFe-Niインバー合金における照射誘起強磁性について、圧力依存性を7.5GPaまでの静水圧下で調べた。試料は、Fe-30.2at% Niインバー合金板に80MeV Xeイオンを照射し、照射領域のキュリー温度が63K上昇したものである。キュリー温度は圧力が高くなるにつれて降下するが、その降下量の圧力依存性から、照射によって誘起された強磁性が遍歴電子によること(遍歴電子強磁性)がわかった。

論文

Anomalous shift of Curie temperature in iron-nickel invar alloys by high-energy heavy ion irradiation

岩瀬 彰宏; 浜谷 祐多郎*; 椋本 佳範*; 石川 法人; 知見 康弘; 神原 正*; M$"u$ller, C.*; Neumann, R.*; 小野 文久*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 209(1-4), p.323 - 328, 2003/08

 被引用回数:19 パーセンタイル:77.05(Instruments & Instrumentation)

鉄ニッケルインバー合金をGeV領域のZe,Uイオンで照射し、キューリー温度の変化を測定した。照射により、キューリー温度は上昇し、それは、イオンの電子的阻止能が増加するとともに増加した。この現象は、GeVイオン照射のもたらす電子励起によって結晶格子が膨張したか、あるいは、Niの局所濃度が増加したことで説明できる。

論文

Hardening of Fe-Cu alloys by swift heavy ion irradiation

岩瀬 彰宏; 長谷川 忠之*; 知見 康弘; 飛田 徹; 石川 法人; 鈴木 雅秀; 神原 正*; 石野 栞*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 195(3-4), p.309 - 314, 2002/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:62.16(Instruments & Instrumentation)

2種類のモデル合金、Fe-0.6%CuとFe-1.2%CuをGeV領域の重イオンで照射した。照射前後の硬さをヴィッカース硬度計により評価した。その結果、250Cで3.5GeVのXeイオン照射Fe-1.2%Cu試料の硬度が、弾性的弾き出しによる損傷量から見積もったものと比べ、はるかに大きく変化した。これは、GeVイオン照射のもたらす高密度電子励起によって生成された欠陥が熱拡散し、銅原子の照射促進偏析が起こったためと説明できる。

論文

Irradiation effects on MgB$$_{2}$$ bulk samples and formation of columner defects on high-Tc supercoductor

岡安 悟; 笹瀬 雅人; 北條 喜一; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*; 佐藤 浩行*; 浜谷 祐多郎*; et al.

Physica C, 382(1), p.104 - 107, 2002/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:74.43(Physics, Applied)

新超伝導物質MgB$$_{2}$$の超伝導特性を改善するために照射効果を調べた。電子線照射は焼結体試料の粒界結合を損なうため、超伝導特性は悪くなる。一方、高エネルギー重イオン照射は、臨界電流密度ならびに不可逆磁場を改善する。また、高温超伝導体における円柱状欠陥生成メカニズムについて熱スパイクモデルを改良したTime-dependent Line Sourceモデルを適用して解析した。その結果、高速イオンが電子系に与えるエネルギーSeのうち1/4~1/3の値しか円柱状欠陥生成に寄与していないことがわかった。

論文

Defect production induced by electronic excitation in iron

知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 石川 法人; 神原 正*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 193(1-4), p.248 - 252, 2002/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.55(Instruments & Instrumentation)

鉄における電子励起効果について欠陥生成に焦点を絞って議論する。鉄薄膜試料(厚さ~200nm)に低温(~77K)で2MeV電子線,~1MeVイオン,~100MeV重イオン,GeV重イオンを照射して、そのときの電気抵抗の変化から試料への欠陥蓄積挙動を系統的に調べた。照射中の欠陥蓄積挙動を解析することにより、各照射粒子に対する欠陥生成断面積が得られた。電子線と~1MeVイオンの効果との比較により、~100MeV,GeV重イオンにおける電子励起の欠陥生成断面積への寄与分を抽出することができた。比較的高い電子励起密度をもたらすイオンでは、電子励起による欠陥生成が支配的になり、さらにその断面積は、電子的阻止能よりも初期イオン化率によってうまくスケーリングされることがわかった。このことは、「クーロン爆発」が欠陥生成をトリガーできることを示唆している。

論文

${it S}$$$_{e}$$-scaling of lattice parameter change in high ion-velocity region (${it v}$ $$geq$$ 2.6$$times$$10$$^{9}$$ cm/s) in ion-irradiated EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$

石川 法人; 岩瀬 彰宏; 知見 康弘; 道上 修*; 若菜 裕紀*; 橋本 健男*; 神原 正*; M$"u$ller, C.*; Neumann, R.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 193(1-4), p.278 - 282, 2002/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:45.43(Instruments & Instrumentation)

広い範囲のエネルギー(80MeV-3.84GeV)の重イオンを酸化物超伝導体EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$に照射し、電子励起効果による格子定数変化を測定した。その結果、高速イオン速度のときにのみ、照射による格子定数変化は、電子的阻止能の4乗則に従い、低速になると、その法則からずれてくることがわかった。さらに、初期イオン化率を用いて解析すると、そのずれが解消され、全てのイオン速度において初期イオン化率のみに依存する、いわゆるクーロン爆発モデルを示唆する振る舞いが観測された。

論文

Pinning properties of quenched and melt growth method-YBCO bulk samples

岡安 悟; 笹瀬 雅人; 黒田 直志; 岩瀬 彰宏; 数又 幸生*; 神原 正*

Physica C, 357-360(Part.1), p.501 - 504, 2001/09

溶融法で作製したイットリウム系高温超伝導体(QMG-YBCO)の強いピン止め特性を調べるため、照射により異なる2つのタイプのピン止め欠陥を導入し、ピン止めにおける照射効果の違いを比較した。プロトン照射では結晶のユニットサイズ(~直径15Å)程度の欠陥が試料に導入され、すべての動作温度域で1テスラの磁場付近でピン止め特性が改善された。3.5GeVのXe照射では試料内に直径10Å程度の円柱状欠陥が導入された。この欠陥は強いピン止め効果を期待されたが、もともと強いピン止め力を有するこの系ではあまり効果はなかった。しかしながら転移温度近傍の高い動作温度でピン止め力が回復する現象が観測され、円柱状欠陥によるピン止め力が高温で有効であることが示された。いずれの場合も、基本的なピン止め特性は、試料中にランダムに分布するY211の析出物が支配していることが明らかになった。

論文

Effects of defect morphology on the properties of vortex system in Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+delta}$$ irradiated with GeV heavy ions

黒田 直志; 石川 法人; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*

Physical Review B, 63(22), p.224502_1 - 224502_5, 2001/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:48.74(Materials Science, Multidisciplinary)

酸化物超伝導体の磁束系に及ぼす柱状欠陥の形態依存性について調べた。まずTEMによる観察の結果、GeVイオンによって生成される柱状欠陥は、電子的阻止能が大きい時は、連続的な、直径のそろった1本のトラックであるが、阻止能が小さくなるに従い、直径に大きな分布を持った構造になる。このような柱状欠陥形態に依存して、磁束のグラス転移の様子も変化する。阻止能の大きなイオンによって生成された欠陥は、Bose-glass転移をもたらすのに対し、阻止能の小さなイオンによる欠陥は、Bose-glass転移とくらべて、大きな臨界指数を持った、vortex glass転移をひきおこす。

論文

Defect production induced by primary ionization in ion-irradiated oxide superconductors

石川 法人; 岩瀬 彰宏; 知見 康弘; 道上 修*; 若菜 裕紀*; 神原 正*

Journal of the Physical Society of Japan, 69(11), p.3563 - 3575, 2000/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:53.48(Physics, Multidisciplinary)

酸化物超伝導体EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$Oy薄膜に1MeV~数GeVの広いエネルギー範囲に渡るイオンを系統的に照射し、低温における電気抵抗変化をその場測定した。低エネルギーイオン照射では弾性的はじき出しによる欠陥生成,高エネルギーイオン照射では初期イオン化による欠陥生成が支配的であることを強く示唆するデータを得た。照射後のアニール効果についても議論した。

論文

Radiation annealing induced by electronic excitation in iron

知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 石川 法人; 黒田 直志; 神原 正*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 164-165, p.408 - 414, 2000/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.06(Instruments & Instrumentation)

照射アニーリング、すなわち照射中の欠陥消滅に焦点を絞って、鉄における電子励起効果について議論する。鉄薄膜試料(厚さ$${sim}$$200nm)に低温($${sim}$$77K)で$${sim}$$1MeVイオン、$${sim}$$100MeV重イオン、GeV重イオンを照射して、そのときの電気抵抗の変化から試料への欠陥蓄積挙動を調べた。また照射後試料を等速昇温法でアニールすることにより、照射で生成された欠陥の回復挙動を調べた。照射中の欠陥蓄積挙動から各イオンに対する欠陥照射面積が得られた。解析の結果、$${sim}$$100MeV,GeV重イオンでは電子励起による欠陥消滅が支配的になり、さらにその断面積は、電子的阻止能に対して非線形に依存しているだけでなく、イオン速度にも依存していることがわかった。また、照射後の欠陥回復挙動の結果からも電子励起が照射アニーリングに寄与していることが確認された。

論文

Recoupling vortices due to columnar defects in 3.5GeV Xe-irradiated QMG-YBCO

岡安 悟; 黒田 直志*; 岩瀬 彰宏; 神原 正*

Advances in Superconductivity XI, p.287 - 290, 1999/00

3.5GeVの高エネルギーイオンを照射し円柱状欠陥を導入したQMG-YBCO(溶融法で作製したY系超伝導体)の超伝導特性の変化を調べた。この試料はもともと多くのピン止め中心を含んでいるため臨界電流密度に顕著な差は出なかったが、磁化の緩和に大きな違いが出た。40~50Kの温度において照射量に相当する磁場(B$$_{phi}$$=2ステラ)以上の磁場で一旦進んだ緩和が元に戻る現象が見られた。これは磁束ピン止めのホストがもともと存在している析出物から、照射により導入した円柱状欠陥に変わったためと考えられる。この物質は大きな磁化緩和で知られているが、この場合は高い磁場でも緩和が押さえられる。

論文

Ion-velocity effects on defect production in high-T$$_{c}$$ superconductors and metals irradiated with swift heavy ions

石川 法人; 知見 康弘; 黒田 直志*; 岩瀬 彰宏; 神原 正*

Phys. Scr., T80(B), p.559 - 561, 1999/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:33.76(Physics, Multidisciplinary)

高速イオン照射による電子励起が欠陥生成におよぼす効果を調べるため、高温超伝導体と鉄に高速イオンを照射し、電気抵抗率変化を調べた。その結果、どちらの材料についても、照射効果は、電子的阻止能に依存するようにみえるが、それだけでなく入射イオンの速度にもよることがわかった。

論文

Vortex dynamics in Bi$$_{2}$$(Sr,La)$$_{2}$$CuO$$_{6+delta}$$ and Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+delta}$$ single crystals with columnar defects

黒田 直志; 石川 法人; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 岡安 悟; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*

Physica C, 321(3-4), p.143 - 150, 1999/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:55.25(Physics, Applied)

高温超伝導体に重イオン照射を行うと円柱状の欠陥が生じることが知られており、円柱状欠陥を持つ高温超伝導体の磁束ピニングや磁束の動的挙動に興味が持たれている。われわれは、異方性の異なるBi$$_{2}$$(Sr,La)$$_{2}$$CuO$$_{6+delta}$$単結晶とBi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+delta}$$単結晶において重イオン照射により円柱状欠陥を導入し、その時の磁束の動的挙動を交流帯磁率測定により調べ、異方性が磁束の動的挙動にどのように影響するか調査した。Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+delta}$$単結晶にでは、ボーズグラス転移が見いだされたが、非常に異方性が強いBi$$_{2}$$(Sr,La)$$_{2}$$CuO$$_{6+delta}$$ではボーズグラス転移は見いだせなかった。これは、2次元の極限では、グラス転移が0K以上で起こらないことに対応していると考えられる。

論文

Electronic excitation effects in ion-irradiated high-Tc superconductors

石川 法人; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 前田 裕司; 鶴 浩二*; 道上 修*; 神原 正*; 三田村 徹*; 粟屋 容子*; 寺澤 倫孝*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 135, p.184 - 189, 1998/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:71.91(Instruments & Instrumentation)

高温超伝導体EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$Oy薄膜に、イオン照射したときのC軸の照射量依存性を測定した。イオン種をHeからAuまで変化させ、またイオンのエネルギーを0.85MeVから200MeVまで変化させたときにC軸長の照射量に対する変化率がSe(電子的阻止能)、dJ/dx(primary ionization rate)に対してどういう振舞いを示すか調べた。但し、その際に弾性的はじき出しによる寄与をさし引き、電子励起による欠陥生成の寄与のみに着目した。その結果、電子励起による欠陥生成の効果は、Seのみではスケールされず、dJ/dxを用いるとよくスケールされることを見出した。また、その依存性はdJ/dxの4乗であり、これは、電子励起により形成されたイオンのクーロン反発により欠陥生成がなされた可能性を強く示唆するものである。

論文

High energy heavy ion irradiation damage in oxide superconductor EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$

岩瀬 彰宏; 石川 法人; 知見 康弘; 若菜 裕紀*; 道上 修*; 神原 正*; 鶴 浩二*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 146(1-4), p.557 - 564, 1998/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:77.37(Instruments & Instrumentation)

原研VdG、タンデム、及び理研リングサイクロトロンの各加速器を用いて得られた、酸化物超伝導体EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$の高エネルギーイオン照射効果に関する最近の成果をレヴューし、照射効果のメカニズムについて議論する。

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