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magnetic order with spatially alternating spin scalar chirality in overdoped Co
TaS
Cho, W.*; Park, P.*; Kim, C.*; An, Y.*; 飯田 一樹*; 梶本 亮一; Matin, S.*; Sibille, R.*; Crooker, S. A.*; Park, J.-G.*
Physical Review B, 113(17), p.174410_1 - 174410_14, 2026/05
被引用回数：0Co
TaS (
) exhibits a spontaneous Hall effect from spin texture in antiferromagnets, with a tetrahedral triple-Q () order and uniform spin scalar chirality. Upon Co overdoping (
), it undergoes a shift in magnetic ordering vectors from 
to 
. Interestingly, the spontaneous Hall effect disappeared in the overdoped regime, which was originally attributed to the loss of order. However, a question remains whether a new type of order can exist with alternating chirality in the overdoped regime. To address this, we investigated CoTaS using inelastic neutron scattering (INS), neutron diffraction, and optical dichroism, and found that INS data and spin-wave simulations support a order with alternating chirality. Moreover, neutron diffraction data show field-independent Bragg peaks, while linear dichroism detects no in-plane anisotropy, consistent with threefold rotation symmetry. Our data support the scenario of an alternating-chirality order in CoTaS, cancelling the spontaneous Hall effect. This study highlights a combined neutron-optical approach to identify complex spin textures.
江崎 蘭世; Go, G.*; Kim, S. K.*
Physical Review B, 112(10), p.104440_1 - 104440_10, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)In this study, we theoretically demonstrate that thermally excited magnons can induce scalar spin chirality (SSC) even in collinear spin systems. We show both numerically and analytically that the SSC increases with the magnitude of DMI and temperature and reveal that the magnon-induced SSC can achieve a magnitude comparable to those observed in non-coplanar spin configurations. These findings suggest that SSC plays a significant role even in collinear spin systems, providing new insights into the chiral physics of magnetic materials.
magnetic orderings in a triangular lattice; Implications for multi- orderings in general two-dimensional latticesPark, P.*; Cho, W.*; Kim, C.*; An, Y.*; 飯田 一樹*; 梶本 亮一; Matin, S.*; Zhang, S.-S.*; Batista, C. D.*; Park, J.-G.*
Physical Review X, 15(3), p.031032_1 - 031032_29, 2025/07
被引用回数：3 パーセンタイル：66.10(Physics, Multidisciplinary)Multi- magnetic structures on two-dimensional (2D) lattices provide a key route to realizing topological physics in 2D magnetism. A major experimental challenge is to unambiguously confirm their formation by excluding the possibility of topologically trivial multi-domain single- or double- magnetic orders, which cannot be distinguished using conventional diffraction techniques. Here, we propose that long-wavelength spin dynamics offers a universal diagnostic for triangular lattices: triple- orders that preserve rotational symmetry and single- or double- orders that break it exhibit qualitatively distinct anisotropies in their Goldstone mode velocities, stemming from fundamental differences in their underlying spin configurations. We validate this concept using the metallic triangular-lattice antiferromagnet Co
TaS, which hosts both a stripe-type single- state and a triple- tetrahedral ordering at different temperatures. Using inelastic neutron-scattering and spin dynamics simulations, we first refine the spin Hamiltonian by fitting the paramagnetic excitation spectra, allowing us to develop an unbiased model independent of magnetic ordering. We then show that the observed velocity profiles of the Goldstone modes agree with the high-temperature model's predictions: markedly anisotropic for the single- phase and near isotropic for the triple- phase. Importantly, this contrast persists across various exchange parameters, highlighting its model-independent nature and suggesting potential applicability to other 2D lattice systems. Beyond the long-wavelength regime, we present a substantial discrepancy between the measured and simulated magnon spectra exclusively in the triple- phase. We attribute this discrepancy to magnon energy renormalization arising from order-of-magnitude-enhanced magnon-magnon interactions in the triple- phase, due to its noncollinear configuration. This work provides universal insight into the dynamical properties of topological multi- magnetic orderings in 2D lattice structures, offering a broadly applicable diagnostic to distinguishing them from topologically trivial single- or double- counterparts. The unequivocal confirmation of the triple- structure in CoTaS further establishes it as a prominent material platform for exploring topological spin textures in the genuine 2D limit.
杉田 裕; 大野 宏和; Beese, S.*; Pan, P.*; Kim, M.*; Lee, C.*; Jove-Colon, C.*; Lopez, C. M.*; Liang, S.-Y.*
Geomechanics for Energy and the Environment, 42, p.100668_1 - 100668_21, 2025/06
被引用回数：5 パーセンタイル：76.00(Energy & Fuels)国際共同プロジェクトDECOVALEX-2023は、数値解析を使用してベントナイト系人工バリアの熱-水-応力(または熱-水)相互作用を研究するためのタスクDとして、幌延人工バリア性能確認試験を対象とした。このタスクは、モデル化のために、1つの実物大の原位置試験と、補完的な4つの室内試験が選択された。幌延人工バリア性能確認試験は、人工的な地下水注入と組み合わせた温度制御非等温の試験であり、加熱フェーズと冷却フェーズで構成されている。6つの研究チームが、さまざまなコンピューターコード、定式化、構成法則を使用して、熱-水-応力または熱-水(研究チームのアプローチによって異なる)数値解析を実行した。
Go, G.*; Goli, D. P.*; 江崎 蘭世; Tserkovnyak, Y.*; Kim, S. K.*
Physical Review Research (Internet), 7(2), p.L022066_1 - L022066_7, 2025/06
It remains an open question whether or not the scalar spin chirality itself can exhibit a Hall-type transport. In this work, we show that the answer is yes: The scalar spin chirality is Hall-transported in Kagome ferromagnets and antiferromagnets under an external bias, engendering a phenomenon which we dub the scalar spin chirality Nernst effect. Our findings call for the need to lift the conventional assumption that the scalar spin chirality is a static quantity in order to discover the active roles of the scalar spin chirality in transport properties.
Kim, M.*; Lee, C.*; 杉田 裕; Kim, J.-S.*; Jeon, M.-K.*
Geomechanics for Energy and the Environment, 41, p.100628_1 - 100628_9, 2025/03
被引用回数：2 パーセンタイル：39.80(Energy & Fuels)この研究では、DECOVALEX-2023プロジェクトの一環として幌延の地下研究施設で実施された実規模大の人工バリア試験の数値解析を使用して、非等温二相流のモデリングに対する主要変数の選択の影響を調査した。検証済みの数値モデルを使用して、人工バリアシステム内の不均質多孔質媒体の熱-水連成挙動を解析した。支配方程式を離散化する際の2つの異なる主要変数スキームを比較したところ、結果に大きな違いがあることが明らかになった。
川崎 卓郎; 福田 竜生; 山中 暁*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 馬場 将亮*; 橋本 英樹*; Harjo, S.; 相澤 一也; 田中 裕久*; et al.
Journal of Applied Physics, 137(9), p.094101_1 - 094101_7, 2025/03
被引用回数：1 パーセンタイル：36.38(Physics, Applied)Energy harvesting from waste heat can improve energy efficiency in society. This research investigated the structural behaviors of lead zirconate titanate-based ferroelectric ceramics using operando neutron diffraction measurements under the conditions of two energy-harvesting cycles that involve consideration of the temperature changes of automobile exhaust gas for achieving good harvesting efficiencies. Input and output electrical energies and neutron diffraction data were simultaneously collected. The obtained time-resolved neutron-diffraction intensity data indicate that the applied electric fields and temperature changes induced 90
domain rotation and lattice strain. These structural changes and their variations depending on cycle conditions, such as temperature changes, applied electric fields, and circuit switching, provide insight into the origins of the differences in the behaviors of electrical input/output energies in the cycles.
Peri
ez, R.*; Bezhenar, R.*; Maderych, V.*; Brovchenko, I.*; Liptak, L.*; 小林 卓也; Min, B.-I.*; Suh, K. S.*; Little, A.*; Iosjpe, M.*; et al.
IAEA-TECDOC-2060, 55 Pages, 2024/07
IAEAは、2016年から2019年にかけて、放射線影響評価のためのモデリングとデータに関する(MODARIA II)プログラムを組織した。MODARIA IIの第7作業部会「海洋環境に放出された放射性核種の移行挙動の評価」では、拡散モデルを使用した海洋環境における放射性核種のシミュレーションに関する一般情報をまとめた。そして、東京電力福島第一原子力発電所事故シナリオを用いてCs-137の広域シミュレーションと生物への移行について検討するとともに、大西洋シナリオとして、ヨーロッパの核燃料使用済施設からの歴史的な放出について検討した。最後に、ラグランジェモデルにおける補間スキームの試験を実施した。本書は第7作業部会の活動内容について述べたものである。
Kim, J.*; Thompson, B. R.*; 富永 大輝*; 大澤 崇人; 江上 毅*; F
rster, S.*; Ohl, M.*; Senses, E.*; Faraone, A.*; Wagner, N. J.*
ACS Macro Letters (Internet), 13(6), p.720 - 725, 2024/06
被引用回数：4 パーセンタイル：34.59(Polymer Science)準弾性中性子散乱(QENS)を用いて、モデルナノ複合材料であるポリエチレンオキシド(PEO)/シリカナノ粒子(NPs)中のポリマー鎖のラウスダイナミクスを調べた。ポリマー鎖の見かけのラウス速度は粒子負荷が増加するにつれて減少した。しかし、数十psの時間スケールでは、不動なセグメント集団の証拠はない。ダイナミクスの鈍化は、NP相間領域における鎖の修正ラウスモデルの観点から解釈される。こうして、バルクのような鎖集団とラウスモードの抑制を特徴とする鎖集団の2つが同定された。相間領域の空間的な広がりは、吸着層の厚さの約2倍、約2nmと見積もられた。これらの結果は、NPs表面における連鎖ダイナミクスの抑制を詳細に説明するものである。これらの結果は、表面効果と閉じ込めに関する関連した洞察であり、十分に分散したNPを有するポリマーナノコンポジット(PNC)のレオロジー特性を理解するための基礎を提供するものである。
渡部 浩司*; 佐藤 達彦; Yu, K. N.*; Zivkovic, M.*; Krstic, D.*; Nikezic, D.*; Kim, K. M.*; 山谷 泰賀*; 河地 有木*; 田中 浩基*; et al.
Radiation Protection Dosimetry, 200(2), p.130 - 142, 2024/02
被引用回数：2 パーセンタイル：28.31(Environmental Sciences)DynamicMCは、人体ファントムが単色線源に照射されたときの3次元線量分布を簡単に計算可能なGUIソフトウェアである。従来は、米国産放射線挙動解析コードMCNPと接続して使うよう設計されていた。本研究では、DynamicMCをPHITSと接続して使うように改良し、いくつかの新機能を付加した。具体的な改良点は以下の通りである。(1)単色のみならず放射性同位元素の崩壊により生じる様々なエネルギースペクトルを持つ線源に対応可能とした、(2)臓器吸収線量を計算可能とした、(3)複数の条件に対する平均線量を計算可能とした、(4)遮蔽物の影響を考慮可能とした。本改良により、DynamicMCは放射線防護の研究や教育など様々な目的で利用可能となった。
Lind, T.*; Kalilainen, J.*; Marchetto, C.*; Beck, S.*; 中村 康一*; 木野 千晶*; 丸山 結; 城戸 健太朗; Kim, S. I.*; Lee, Y.*; et al.
Proceedings of 20th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-20) (Internet), p.4796 - 4809, 2023/08
The OECD/NEA ARC-F project was established to investigate the accidents at Fukushima Daiichi nuclear power station with the aim of consolidating the observations for deeper understanding of the severe accident progression and the status of reactors and containment vessels. Additionally, the project formed an information sharing framework in reactor safety between Japan and international experts. In order to achieve these objectives, the project focused on three tasks: i) to refine analysis for accident scenarios and associated fission-product transport and dispersion, ii) to compile and manage data on the Fukushima Daiichi NPS accident, and iii) to discuss future long-term projects relevant to the Fukushima Daiichi NPS accident. The work was carried out by 22 partners from 12 countries. In the fission product group, ten organizations worked on five topics which were ranked with a high significance as open issues based on the BSAF project and were thereby selected for further investigations. The five fission product related topics were: i) fission product speciation, ii) iodine chemistry, iii) pool scrubbing, iv) fission product transport and behavior in the buildings, and v) uncertainty analysis and variant calculations. In this paper, the work carried out to investigate these five fission product release and transport topics of special interest in the ARC-F project will be described and summarized.
Periez, R.*; Brovchenko, I.*; Jung, K. T.*; Kim, K. O.*; Liptak, L.*; Little, A.*; 小林 卓也; Maderich, V.*; Min, B. I.*; Suh, K. S.*
Journal of Environmental Radioactivity, 261, p.107138_1 - 107138_8, 2023/05
被引用回数：6 パーセンタイル：37.12(Environmental Sciences)ラグランジュモデルは、緊急事態における水環境での放射性核種の輸送をシミュレートするために、オイラーモデルよりもいくつかの利点がある。放射性核種の放出は、軌道が時間に沿って計算される多数の粒子としてシミュレートされるため、これらのモデルは空間離散化を必要としない。この論文では、粒子の最終分布から濃度を計算するために使用されるグリッド間隔、シミュレーション内の粒子数、および離散的な性質のために必要な補間スキームを使用して、ラグランジュモデルの依存性を調査した。また、ラグランジュモデルは、相(液体と固体)間の放射性核種の交換を記述することができる。濃度を計算するために使用される最適なグリッドサイズは慎重にチェックする必要があり、より正確な解を得るには空間補間よりも時間補間の方が重要であることがわかった。また、特定の精度保つために必要な粒子の数を推定する方法を提案した。最後に、堆積物濃度が低く、分配係数が小さい場合、遷移確率の正確な式を使用する必要があることがわかった。
Lee, S.*; 仲田 光樹; Tchernyshyov, O.*; Kim, S. K.*
Physical Review B, 107(18), p.184432_1 - 184432_12, 2023/05
被引用回数：17 パーセンタイル：78.66(Materials Science, Multidisciplinary)超対称量子力学に基づき、反強磁性スカーミオン構造を有する磁壁中のマグノンのトポロジカル量子輸送物性を明らかにする。スカーミオン型の磁気構造を有する磁壁中を伝搬するマグノンは、一種のゲージ場として作用する有効磁場を獲得する。そこで、この有効磁場中でのマグノンの反射・屈折現象を超対称量子力学に基づいて解析し、その伝搬および束縛マグノン状態を明らかにする。そして、ラウダウアー公式を用いて、磁壁のカイラリティが増加するにつれてマグノンによる熱流が減少することを明らかにする。本研究はスピンホール効果を活用した熱流の制御方法を理論的に提案する。
Lee, S.*; 仲田 光樹; Tchernyshyov, O.*; Kim, S. K.*
Proceedings of IEEE International Magnetics Conference 2023 (INTERMAG 2023) (Internet), 2 Pages, 2023/05
We theoretically investigate the interaction between magnons and a Skyrmion-textured domain wall in a two-dimensional antiferromagnet and elucidate the resultant properties of magnon transport by using supersymmetric quantum mechanics. Our results suggest that the thermal transport of an antiferromagnet is tunable by modulating the Skyrmion charge density of the domain wall, which might be useful for realizing electrically tunable spin caloritronic devices.
TaS
のX線磁気円二色性による研究; FeTiSとの比較芝田 悟朗; Won, C.*; Kim, J.*; 野中 洋亮*; 池田 啓祐*; Wan, Y.*; 鈴木 雅弘*; 小出 常晴*; 田中 新*; Cheong, S.-W.*; et al.
Photon Factory Activity Report 2022 (インターネット), 2 Pages, 2023/00
Feをインターカレートした遷移金属ダイカルコゲナイド化合物FeTiSおよびFeTaSは、巨大な保磁力および垂直磁気異方性を示す強磁性体になることが知られている。我々は以前、FeTiSについてのX線磁気円二色性(XMCD)実験の結果から、Fe
の凍結していない軌道磁気モーメントが結晶場の1次摂動によって直接磁気異方性エネルギーを生むことを明らかにした。今回、FeTiSよりもさらに強い磁気異方性を示す遷移金属ダイカルコゲナイドFeTaSについて同様にXMCD実験を行い、磁気異方性の強さが何によって左右されているかを探ることを試みた。
atomic X-ray spectroscopy using a counter-emulsion hybrid method藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 真也; 市川 裕大; Kim, S.; 七村 拓野; 佐甲 博之; 田村 裕和; 山本 剛史; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(12), p.123D01_1 - 123D01_17, 2022/12
被引用回数：1 パーセンタイル：12.12(Physics, Multidisciplinary) atomic X-ray spectroscopy is one of the most useful methods for investigation of the 
-nucleus strong interaction. Since the X-ray energy is shifted and/or broadened due to the -nucleus strong interaction compared to those calculated from electromagnetic interaction alone, the measurement of the energy shift, 
E, and the width, 
, give us information on the -nucleus potential. A serious problem in the measurement is the significant background derived from in-flight decay. A novel method of identifying stopped events using the nuclear emulsion was developed to realize the first atomic X-ray spectroscopy experiment as the J-PARC E07 experiment, which also aimed at searching for 
and hypernuclei in the emulsion. The X-rays emitted from Br and Ag atoms were measured using germanium detectors. No clear peaks were observed in the obtained spectra. However, we succeeded in reducing the background to 1/170 by this method employing coincidence measurements using nuclear emulsion and X-ray detectors.
後神 利志*; 江端 健悟; 藤田 真奈美; 原田 健志; 長谷川 勝一; 細見 健二; 市川 裕大; 今井 憲一*; Kim, S.; 七村 拓野; et al.
EPJ Web of Conferences, 271, p.11002_1 - 11002_7, 2022/11
In the K1.8 beam-line at Hadron Experimental Facility of J-PARC, a new magnetic spectrometer S-2S is being installed. S-2S was designed to achieve a high momentum resolution of 
in FWHM. Several strangeness-physics programs which require the high resolution will be realized by S-2S. The present article introduces J-PARC E70 (missing-mass spectroscopy of 
Be) and E94 (missing-mass spectroscopy of 
Li, 
B, and 
C) experiments.
-BaTiO solid solutions米田 安宏; Kim, S.*; 森 茂生*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 61(SN), p.SN1022_1 - SN1022_10, 2022/11
被引用回数：5 パーセンタイル：30.80(Physics, Applied)(1-
)BiFeO-BaTiO固溶体の局所構造解析を放射光高エネルギーX線回折実験で得られたデータをPDF解析することによって行った。まず、XAFS実験を行いサンプルスクリーニングを行ったところ、BiFeOリッチな組成での構造揺らぎが大きいことがわかった。そこでBiFeOリッチな組成のサンプルのPDF解析を行った。その結果、平均構造は立方晶構造であるものの局所構造は菱面体晶構造で再現でき、さらに揺らぎの大きな組成では菱面体晶の対称性を破る変位があることがわかった。
Tregoning, R.*; Wallace, J.*; Bouydo, A.*; Costa-Garrido, O.*; Dillstrm, P.*; Duan, X.*; Heckmann, K.*; Kim, Y.-B.*; Kim, Y.*; Kurth-Twombly, E.*; et al.
Transactions of the 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-26) (Internet), 11 Pages, 2022/07
破断前漏えいに関する国際ベンチマーク活動は、11か国から14機関が参加して実施された。本ベンチマーク活動では、参加者は最初に所定の寸法の亀裂が自国のLBB許容基準を満足するかを判断し、次に溶接残留応力(WRS)と亀裂の形態が、亀裂開口変位(COD),限界曲げモーメント(CBM)及び漏えい量(LR)の結果に及ぼす影響を特定した。最初のタスクでは、14の参加機関のうち6機関がLBBの要件を満たすことを示した。次のタスクでは、参加機関のCBMの予測の違いは主に用いた材料特性の違いによるものであり、評価手法の違いはそれほど影響しないこと、また、LRの予測の違いはほぼCODの評価手法の違いに起因するが一部は亀裂面圧力(CFP)の処理に起因すること等の結果が得られた。本ベンチマークを通じて、より現実的なLBB評価を行うための要点を特定した。
Tang, J.*; Seo, O.*; Rivera Rocabado, D. S.*; 小板谷 貴典*; 山本 達*; 難波 優輔*; Song, C.*; Kim, J.*; 吉越 章隆; 古山 通久*; et al.
Applied Surface Science, 587, p.152797_1 - 152797_8, 2022/06
被引用回数：19 パーセンタイル：76.88(Chemistry, Physical)水素貯蔵材料として重要な立方体形状Pdナノ粒子の水素吸収と拡散メカニズムをX線光電子分光とDFT計算を用いて調べた。表面領域では粒子の大きさによらず、ほぼ同様の水素吸収挙動を示した。四面体サイトよりも八面体サイトの水素占有率が大きいことがわかった。表面の乱れによってPd-H結合が弱くなるため、小さいサイズのPdナノ粒子に吸収された水素原子は、より活発に粒子内部に拡散することが分かった。これが低水素圧での水素吸着に重要な役割を果たしている。
