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論文

膨潤圧試験中のベントナイトの膨潤圧変化に与える吸水圧縮挙動の影響

高山裕介; 佐藤大介*; 菊池広人*

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 29(2), p.101 - 111, 2022/12

https://nuce.aesj.or.jp/jnuce/vol29/jnuce-vol29-2-p101-111.pdf

放射性廃棄物の地層処分施設の緩衝材への利用が検討されているベントナイトの膨潤特性を把握するために実施される膨潤圧試験では、給水開始後の時間経過とともに単調に膨潤圧が増加する場合以外にも、一度増加した後に低下する場合など様々な結果が報告されている。本研究では、複数の異なる初期含水比の供試体を用いて膨潤圧試験を実施し、試験中のX線CT測定により、膨潤圧が単調に増加する場合および一時的に低下する場合における供試体内部の湿潤密度分布の時間変化を把握した。その結果、吸水圧縮挙動の発生の有無やその大小が膨潤圧の経時変化の形状に影響を与えることを明らかにした。具体的には、膨潤圧試験において供試体内部での吸水圧縮による変形量が大きいほど試験途中における膨潤圧の一時的な低下量が大きく、吸水圧縮による変形が生じない場合は単調に増加するものと推測された。

論文

Recent update of AMATERAS; A Cold-neutron disk-chopper spectrometer

中島健次; 河村聖子; 古府麻衣子; 村井直樹; 稲村泰弘; 菊地龍弥*; 若井大介*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011089_1 - 011089_7, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011089

J-PARCに設置されている冷中性子ディスクチョッパー型分光器AMATERASの近況について報告する。最後に報告を行った2017年以降、新たな検出器の増設、散乱真空槽の真空系の更新作業(継続中)等を行っている。また、分解能について再調査を実施した。この他、2018年、2019年のJ-PARCの1MW試験時に試験測定も行った。今後の高度化計画についても触れる。

論文

Insight into Kondo screening in the intermediate-valence compound SmOsSb $_{12}$ uncovered by soft X-ray magnetic circular dichroism

斎藤祐児; 藤原秀紀*; 保井晃*; 門野利治*; 菅原仁*; 菊地大輔*; 佐藤英行*; 菅滋正*; 山崎篤志*; 関山明*; et al.

Physical Review B, 102(16), p.165152_1 - 165152_8, 2020/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.165152

被引用回数：1 パーセンタイル：8.15(Materials Science, Multidisciplinary)

Through a high-precision soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) study of the intermediate-valence compound SmOsSb $_{12}$ , we show our successful approach of revealing unprecedented details of Kondo screening below a characteristic temperature of $T_{0} sim$ 20 K in the paramagnetic phase. The multiplet XMCD structure at the Sm $M_{5}$ edge sensitive to the 4 configuration enabled us to observe a clear difference between the temperature evolution above and below $T_{0}$ with one- and two-component behavior, respectively. Our findings are in strong contrast to the conventional Kondo crossover that coincides with the valence transition, but are qualitatively accounted for by theoretical XMCD predictions combined with the two-fluid phenomenology recently proposed. This work contributes to the large context of Kondo physics that is closely related to quantum criticality in heavy fermion systems.

論文

Interfacial ferromagnetism and atomic structures in high-temperature grown FeO/Pt/FeO epitaxial trilayers

吉川貴史*; 鈴木基寛*; Ramos, R.*; Aguirre, M. H.*; 岡林潤*; 内田健一*; Lucas, I.*; Anadn, A.*; 菊池大介*; Algarabel, P. A.*; et al.

Journal of Applied Physics, 126(14), p.143903_1 - 143903_11, 2019/10

https://doi.org/10.1063/1.5125761

被引用回数：8 パーセンタイル：48.17(Physics, Applied)

Induced Pt ferromagnetism in FeO/Pt/FeO epitaxial trilayer films has been investigated by means of X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the Pt $L_{3,2}$ -edges at various temperatures from 300 K to 12 K, including the metal-insulator transition temperature of FeO ( $T_mathrm{V}sim 114$ K). At all the temperatures, we observed clear XMCD signals due to Pt ferromagnetism, the amplitude of which was determined to be 0.39 $mu_mathrm{B}$ at 300K and 0.52 $mu_mathrm{B}$ at 12 K for the sample with the Pt thickness of nm. Interestingly, these values are comparable to or even greater than those in Pt/3-ferromagnetic-metal (Fe, Ni, Co, and Ni $_{81}$ Fe $_{19}$ ) junction systems. The results can be interpreted in terms of a possible Fe interdiffusion into the Pt layer and also possible Fe-Pt alloying due to its high-temperature deposition.

論文

Background issues encountered by cold-neutron chopper spectrometer AMATERAS

菊地龍弥*; 中島健次; 河村聖子; 稲村泰弘; 中村充孝; 若井大介*; 青山和弘*; 岩橋孝明*; 神原理*

Physica B; Condensed Matter, 564, p.45 - 53, 2019/07

https://doi.org/10.1016/j.physb.2019.02.015

被引用回数：1 パーセンタイル：5.76(Physics, Condensed Matter)

AMATERASはJ-PARC物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子チョッパー型分光器である。この9年に亘る運用の中で得られたバッググラウンド(意図せずにデータ収集系に集積されるシグナル)についての知見をまとめた。それらは、ビームライン上にある物質から発生するガンマ線、ビームライン上にある機器から発生するブラッグ反射, 空気散乱, 電気ノイズ, 宇宙線などである。それらについてまとめると共に今後の可能な対策について述べる。これらは、同種の分光器にとっても役立つ情報となると期待する。

論文

Recent issues encountered by AMATERAS; A Cold-neutron disk-chopper spectrometer

中島健次; 河村聖子; 菊地龍弥*; 古府麻衣子; 川北至信; 稲村泰弘; 神原理*; 青山和弘*; 若井大介*; 原田正英; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1021(1), p.012031_1 - 012031_5, 2018/06

https://doi.org/10.1088/1742-6596/1021/1/012031

被引用回数：5 パーセンタイル：95.6

We report recent issues that have been encountered by AMATERAS, which is a cold-neutron disk-chopper spectrometer installed at the Materials and Life Science Experimental Facility at J-PARC. After the last ICANS meeting held in 2014, AMATERAS has continued its user program. On the other hand, the spectrometer has faced several problems, such as a weak shield at the beam dump, failure of one of the chopper disks and many such problems, which we are currently investigating. Further, several instrumental improvements have been performed, such as background reduction, fixing badly designed parts and other such improvements. Our extensive experience obtained in the period of more than 7 years on one of the world's first pulse-shaping chopper spectrometers may help other researchers who are operating or planning to construct similar spectrometers.

論文

Detection of induced paramagnetic moments in Pt on Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ via X-ray magnetic circular dichroism

吉川貴史*; 鈴木基寛*; 岡林潤*; 内田健一*; 菊池大介*; Qiu, Z.*; 齊藤英治

Physical Review B, 95(21), p.214416_1 - 214416_7, 2017/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.214416

被引用回数：15 パーセンタイル：61.68(Materials Science, Multidisciplinary)

Magnetic moments in an ultrathin Pt film on a ferrimagnetic insulator YFeO (YIG) have been investigated at high magnetic fields and low temperatures by means of X-ray magnetic circular dichroism (XMCD). We observed an XMCD signal due to the magnetic moments in a Pt film at the Pt and edges. By means of the element-specific magnetometry, we found that the XMCD signal at the Pt edge gradually increases with increasing the magnetic field even when the field is much greater than the saturation field of YIG. Importantly, the observed XMCD intensity was found to be much greater than the intensity expected from the Pauli paramagnetism of Pt when the Pt film is attached to YIG. These results imply the emergence of induced paramagnetic moments in Pt on YIG and explain the characteristics of the unconventional Hall effect in Pt/YIG systems.

論文

Enhancement of spin-Seebeck effect by inserting ultra-thin Fe $_{70}$ Cu $_{30}$ interlayer

菊池大介*; 石田真彦*; 内田健一*; Qiu, Z.*; Murakami, T.*; 齊藤英治

Applied Physics Letters, 106(8), p.082401_1 - 082401_4, 2015/02

https://doi.org/10.1063/1.4913531

被引用回数：27 パーセンタイル：74.62(Physics, Applied)

We report the longitudinal spin-Seebeck effects (LSSEs) for Pt/Fe $_{70}$ Cu $_{30}$ /BiY $_{2}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ (BiYIG) and Pt/BiYIG devices. The LSSE voltage was found to be enhanced by inserting an ultra-thin Fe $_{70}$ Cu $_{30}$ interlayer. This enhancement decays sharply with increasing the FeCu thickness, suggesting that it is not due to bulk phenomena, such as a superposition of conventional thermoelectric effects, but due to interface effects related to the Fe $_{70}$ Cu $_{30}$ interlayer. Combined with control experiments using Pt/Fe $_{70}$ Cu $_{30}$ devices, we conclude that the enhancement of the LSSE voltage in the Pt/Fe $_{70}$ Cu $_{30}$ /BiYIG devices is attributed to the improvement of the spin-mixing conductance at the Pt/BiYIG interfaces.

論文

Generation of spin currents by surface plasmon resonance

内田健一*; 安立裕人; 菊池大介*; 伊藤俊*; Qiu, Z.*; 前川禎通; 齊藤英治

Nature Communications (Internet), 6, p.5910_1 - 5910_8, 2015/01

https://doi.org/10.1038/ncomms6910

被引用回数：45 パーセンタイル：85.82(Multidisciplinary Sciences)

Surface plasmons, free-electron collective oscillations in metallic nanostructures, provide abundant routes to manipulate light; electron interactions that can localize light energy and alter electromagnetic field distributions at subwavelength scales. The research field of plasmonics thus integrates nano-photonics with electronics. In contrast, electronics is also entering a new era of spintronics, where spin currents play a central role in driving devices. However, plasmonics and spin-current physics have so far been developed independently. Here we report the generation of spin currents by surface plasmon resonance. Using Au nanoparticles embedded in Pt/BiY $_{2}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ bilayer films, we show that, when the Au nanoparticles fulfill the surface-plasmon-resonance conditions, spin currents are generated across the Pt/BiY $_{2}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ interface.

論文

加工食品を対象としたアルキルシクロブタノン法(EN1785)の性能評価

堤智昭*; 足立利華*; 高附巧*; 根井大介*; 亀谷宏美*; 等々力節子*; 菊地正博; 小林泰彦; 松田りえ子*; 手島玲子*

食品照射, 49(1), p.9 - 15, 2014/12

https://doi.org/10.5986/jrafi.49.9

2-アルキルシクロブタノン(ACB)法は、食品中の脂質から放射線照射(以下、照射)に特異的に生じる2-ドデシルシクロブタノン(DCB)と2-テトラデシルシクロブタノン(TCB)を検知指標として、照射の有無を判定する定性試験法である。本研究では、我々が既に報告しているACB法の単一試験室における性能評価法を用いて、汎用されているACB法であるヨーロッパ標準分析法(EN1785)の液卵, カマンベールチーズ, ソーセージ、及びウナギ白焼き対する適用性を評価した。未照射の各食品から抽出した脂肪を陰性試料にDCB及びTCBを0.05g/g lipid添加した脂肪を陽性試料とした。各食品について4個の陰性試料、及び16個の陽性試料を分析し、本法の検知性能を評価した。本法は各食品の陰性及び陽性試料を全て正しく判定でき、これらの食品への適用が妥当であると判断できた。次に妥当性評価した本法の検知性能を確認するため、未照射及び線照射(0.5-4kGy)した上記と同種の食品を本法により分析した。その結果、全ての試料について照射の有無を正しく判定することができ、実用されている線量で照射された食品に対して十分な検知性能を有していた。

論文

Spin-relaxation modulation and spin-pumping control by transverse spin-wave spin current in YFeO $_{12}$

梶原瑛祐*; 内田健一*; 菊池大介*; 安東秀*; 藤川安仁*; 齊藤英治

Applied Physics Letters, 103(5), p.052404_1 - 052404_4, 2013/07

https://doi.org/10.1063/1.4817076

被引用回数：7 パーセンタイル：31.91(Physics, Applied)

YFeO $_{12}$ 薄膜面内の温度勾配中における熱流によるスピン緩和の変調について調べた。温度勾配の方向によってYFeO $_{12}$ 薄膜の強磁性共鳴の線幅、つまりスピン緩和、は増減すること、また、この変調はYFeO $_{12}$ 薄膜中の熱的に誘起された横スピン波によって生じるスピン移行トルクを原因とすることを明らかにした。それらの実験結果は、YFeO $_{12}$ に蒸着されたPt薄膜中におけるスピンポンプによって生じるスピン流の大きさはGilbert緩和定数の二乗に反比例し、現象論的なスピンポンプ模型と矛盾しないことを示している。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in and Au+Au collisions at $sqrt{s_{NN}}$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.044912

被引用回数：8 パーセンタイル：50.74(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

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

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

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.100504

被引用回数：33 パーセンタイル：78.02(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)Sb $_{12}$ とPr $_{1-y}$ LaOsSb $_{12}$ 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

照射マンゴー中に誘導されるラジカルの緩和挙動と線量依存性

亀谷宏美*; 垣田大介*; 貝森良彦*; 菊地正博; 小林泰彦; 鵜飼光子*; 下山雄平

Radioisotopes, 59(10), p.607 - 614, 2010/10

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.59.607

日本では温湯浸漬処理されたマンゴーが輸入されている。近年、照射輸入マンゴーはアメリカでは広く利用されている。本研究は照射マンゴーに誘導されるラジカルのESR法による分析について報告する。線照射されたマンゴーの果肉及び果皮には=2.004に強い1本線の信号が観測された。これは有機フリーラジカル由来と考えられた。果肉及び果皮において12kGy以上の照射処理によりセルロース由来の照射誘導ラジカルが現れた。一本線信号の緩和時間(T $_{1}$ とT $_{2}$ )を計算した。T $_{1}$ はほぼ一定であったが、T $_{2}$ は線量の増加とともに変化した。T $_{1}$ 及びT $_{2}$ の相乗平均を検討したところ、線量依存性が確認された。

論文

照射された生鮮果実パパイヤにおけるラジカル緩和現象

菊地正博; 垣田大介*; 下山雄平; 鵜飼光子*; 小林泰彦

食品照射, 45(1-2), p.34 - 38, 2010/09

https://doi.org/10.5986/jrafi.45.34

Electron spin resonance spectrometry of the -irradiated fresh papayas followed by freeze-drying and powderization was performed. We found a strong single peak in the flesh was observed at = 2.004 and attributed to organic free radicals. Using the method of Lund , relaxation times of the peak from 0 to 14 days-stored samples after -irradiation were calculated. T $_{2}$ showed a dose response, while T $_{1}$ kept almost constant by the increment of doses. The -radiation-induced radicals showing progressive saturation behaviors can be caused through a different pathway from indirect effects by the low LET radiations.

論文

Microscopic study of antiferromagnetic ground state and possible high-field ordered state in CeOsSb $_{12}$ using muon spin rotation and relaxation

伊藤孝; 髭本亘; 大石一城*; 佐藤一彦*; 青木勇二*; 戸田静香*; 菊地大輔*; 佐藤英行*; Baines, C.*

Physical Review B, 82(1), p.014420_1 - 014420_8, 2010/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.014420

被引用回数：9 パーセンタイル：41.47(Materials Science, Multidisciplinary)

充填スクッテルダイト化合物CeOsSb $_{12}$ における反強磁性基底状態と1T以上の高磁場中に存在が示唆されている秩序相に対し、ミュオンスピン回転・緩和の測定を行った結果を報告する。零磁場下の測定により、1.6K以下において弱い反強磁性秩序に起因する自発局所磁場を検出した。局所磁場の大きさより磁気モーメントの大きさの見積りを行ったところ、0.1Kにおいて0.110.17/Ceという値が得られた。反強磁性秩序を示す部分の体積分率は降温とともに増加していくことから、この相が試料の質に対し敏感であることが示唆される。一方、[001]方向に2Tの磁場を印加した条件下では、1.5K付近にミュオンナイトシフトと線幅の異常が観測された。これは高磁場に新規秩序相が存在するとするシナリオに対しコンシステントな結果である。

論文

Pressure-induced antiferromagnetic order in filled skutterudite PrFe $_{4}$ P $_{12}$ studied by single-crystal high-pressure neutron diffraction

長壁豊隆; 桑原慶太郎*; 川名大地*; 岩佐和晃*; 菊地大輔*; 青木勇二*; 神木正史*; 佐藤英行*

Journal of the Physical Society of Japan, 79(3), p.034711_1 - 034711_7, 2010/03

https://doi.org/10.1143/JPSJ.79.034711

被引用回数：18 パーセンタイル：69.3(Physics, Multidisciplinary)

The order parameter in the pressure-induced insulating phase of filled skutterudite compound PrFe $_{4}$ P $_{12}$ has been investigated using high-pressure single-crystal neutron diffraction technique. Clear evidence of the antiferromagnetic order with the propagation vector = (1, 0, 0) was observed in the insulating phase above 2.7 GPa. The = (1, 0, 0) structure is identical with that in the non-magnetic ordered phase below 2.5 GPa and with the nesting property of the Fermi surface. The observed magnetic moment of Pr ion is 2B and almost pressure independent at least up to 4.2 GPa. The 2B magnetic moment is originated from the dipole in the low-lying quasi-quartet crystal field sate. The pressure-induced antiferromagnetic structure under 3.2 GPa is suppressed by applying magnetic field of about 1.5 T, which is interpreted as flop of magnetic moments into alignment of ferromagnetic state. This brings about the steep decrease of the resistivity due to the disappearance of the antiferromagnetic superstructure.

論文

Possible low-energy excitations of multipoles in SmRuP $_{12}$ probed by muon spin relaxation

伊藤孝; 髭本亘; 大石一城*; Heffner, R. H.; 西田信彦*; 佐藤一彦*; 菅原仁*; 青木勇二*; 菊地大輔*; 佐藤英行*

Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.761 - 764, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.physb.2008.11.179

被引用回数：1 パーセンタイル：6.28(Physics, Condensed Matter)

SmRuP $_{12}$ の磁気多極子秩序相( $T<T_{rm MI}=16.5$ K)における磁気揺らぎの性質を調べるために詳細な縦磁場SR測定を行った。縦緩和率の縦磁場依存性より、揺動磁場の大きさ及び揺らぎの頻度が温度の関数として得られた。揺動磁場が磁気多極子の低エネルギー励起に起因する可能性について述べる。

論文

Weak ferromagnetic ordering in the anomalous field-insensitive heavy-fermion state in SmOsSb $_{12}$

青木勇二*; 髭本亘; 綱島慶乃*; 米澤祐樹*; 佐藤宏樹*; 幸田章宏*; 伊藤孝; 大石一城; Heffner, R. H.; 菊地大輔*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.757 - 760, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.physb.2008.11.180

被引用回数：4 パーセンタイル：21.8(Physics, Condensed Matter)

充填スクッテルダイト構造を持つSmOsSb $_{12}$ における磁場への応答の小さな重い電子状態と弱強磁性の研究のため零磁場及び横磁場中のミュオンスピン回転緩和測定(SR)を行った。零磁場中のSRでは大きな振幅の回転信号が低温で観測され、弱強磁性が系全体に見られることを確認した。解析から、弱強磁性モーメントは遍歴する重い準粒子により生じることが示唆される。

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

https://doi.org/10.1016/j.physb.2008.11.182

被引用回数：5 パーセンタイル：26.07(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。