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論文

Hybridization of Bogoliubov quasiparticles between adjacent CuO$$_2$$ layers in the triple-layer cuprate Bi$$_2$$Sr$$_2$$Ca$$_2$$Cu$$_3$$O$$_{10+delta}$$ studied by angle-resolved photoemission spectroscopy

出田 真一郎*; Johnston, S.*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 森 道康; 安齋 太陽*; 井野 明洋*; 有田 将司*; 生天目 博文*; 谷口 雅樹*; et al.

Physical Review Letters, 127(21), p.217004_1 - 217004_6, 2021/11

Hybridization of Bogoliubov quasiparticles (BQPs) between the CuO$$_2$$ layers in the triple-layer cuprate high-temperature superconductor Bi$$_2$$Sr$$_2$$Ca$$_2$$Cu$$_3$$O$$_{10+delta}$$ is studied by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES). In the superconducting state, an anti-crossing gap opens between the outer- and inner-BQP bands, which we attribute primarily to interlayer single-particle hopping with possible contributions from interlayer Cooper pairing. We find that the $$d$$-wave superconducting gap of both BQP bands smoothly develops with momentum without abrupt jump in contrast to a previous ARPES study. Hybridization between the BQPs also gradually increases in going from the off-nodal to the anti-nodal region, which is explained by the momentum-dependence of the interlayer single-particle hopping. As possible mechanisms for the enhancement of the superconducting transition temperature, the hybridization between the BQPs, as well as the combination of phonon modes of the triple CuO$$_2$$ layers and spin fluctuations are discussed.

論文

Practical tests of neutron transmission imaging with a superconducting kinetic-inductance sensor

Vu, TheDang; 宍戸 寛明*; 相澤 一也; 小嶋 健児*; 小山 富男*; 及川 健一; 原田 正英; 奥 隆之; 曽山 和彦; 宮嶋 茂之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1006, p.165411_1 - 165411_8, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.03(Instruments & Instrumentation)

We found that the sizes of the Gd islands determined from the transmission image correlated strongly with those determined from the SEM image. We demonstrated the CB-KID could be used to identify (1) tiny voids in a thermally sprayed continuous Gd$$_2$$O$$_3$$ film in and (2) various mosaic morphologies and different eutectic microstructures in Wood's metal samples. The fact that the CB-KID system could be used to identify features of samples with a wide distribution of sizes and thicknesses is promising for real application of the device for imaging samples of interest to material scientists. Operating the CB-KID at higher temperatures appreciably improved the efficiency for simultaneously identifying the X and Y positions of hotspots. We also compared the detection efficiency with the PHITS simulations. We now plan to improve the detection efficiency by increasing the thickness of the $$^{10}$$B neutron conversion layer

論文

Homogeneity of neutron transmission imaging over a large sensitive area with a four-channel superconducting detector

Vu, TheDang; 宍戸 寛明*; 小嶋 健児*; 小山 富男*; 及川 健一; 原田 正英; 宮嶋 茂之*; 奥 隆之; 曽山 和彦; 相澤 一也; et al.

Superconductor Science and Technology, 34(1), p.015010_1 - 015010_10, 2021/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:72.02(Physics, Applied)

We demonstrated that a four-readout superconducting neutron imaging system shows good spatial heterogeneity and linearity using the delay-line method. We examined the precise pattern of a $$^{10}$$B-dot-array absorber and found the X-direction pitch (Px) = 250.7 um with a scatter of (Hx)= 5.4 um and the Y-direction pitch (Py)= 249.1 um with a scatter of (Hy)= 3.4 um while the $$^{10}$$B dot array was fully extended toward the X direction across the detector sensitive area. We consider that this demonstrates detection with good spatial homogeneity and conclude. The transmission-imaging system is suitable for use at pulsed neutron facilities. We also reported a clear transmission image of tiny screws and nuts, and ladybug (insect). We recognize that further efforts to improve the detection efficiency are necessary to make using the detector more practical.

論文

Kinetic inductance neutron detector operated at near critical temperature

Vu, TheDang; 西村 和真*; 宍戸 寛明*; 原田 正英; 及川 健一; 宮嶋 茂之*; 日高 睦夫*; 奥 隆之; 曽山 和彦; 相澤 一也; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1590, p.012036_1 - 012036_9, 2020/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01

Our CB-KID neutron imager detects high spatial resolution neutrons transmission images by using a delay-line technique. We found that the number of events was remarkably increased with increasing the detector temperature until close to the critical temperature Tc. We investigated the properties of CB-KID at near Tc. We observed systematic changes of neutron signals as a function of the detector temperature from 4 K to Tc. The simulations modeled the sequential physical processes for $$^{10}$$B(n,$$alpha$$)$$^{7}$$Li reactions and energy deposition by particles within CB-KID, including neutrons, $$^{4}$$He particles, $$^{7}$$Li particles, photon and electron transport.

論文

Temperature dependent characteristics of neutron signals from a current-biased Nb nanowire detector with $$^{10}$$B converter

Vu, TheDang; 飯澤 侑貴*; 西村 和真*; 宍戸 寛明*; 小嶋 健児*; 及川 健一; 原田 正英; 宮嶋 茂之*; 日高 睦夫*; 奥 隆之; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1293, p.012051_1 - 012051_9, 2019/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:97.68

We succeeded in designed and fabricated a neutron detector by using a superconducting current-biased kinetic inductance detector (CB-KID), which is constructed by two perpendicular Nb-based superconducting meander-lines and an enriched $$^{10}$$B neutron conversion layer. We rebuilt completely a neutron image of a $$^{10}$$B dot array contain in the stainless-steel mesh. To improve the resolution of neutron images, the characteristics of a superconducting neutron detector have been studied carefully. In this study, we present the dependence of neutron signals in the temperature of detector. We found that when the temperature of a neutron detector is as close as the critical temperature of superconductivity, the intensity of signal increase as a function of temperature. We consider that the ratio of noise and signal is decrease which is very useful to improve the resolution of neutron images.

論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

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:3 パーセンタイル:90.77

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:6 パーセンタイル:92.96

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

Development of multi-group neutron activation cross-section library for decommissioning of nuclear facilities

奥村 啓介; 小嶋 健介; 田中 健一*

JAEA-Conf 2015-003, p.43 - 47, 2016/03

原子力施設の廃止措置において発生する放射性廃棄物の安全性評価においては、構造物の放射化により発生する放射性核種インベントリの評価が必要である。その評価においては、場所や物質に依存する多様な中性子スペクトルで照射される多くの構造材中不純物核種の放射化に特に留意する必要がある。それゆえ、多くの核種と反応に対して正確な放射化断面積データが必要となる。そこで、近年公開された評価済核データライブラリJENDL-4.0及びJEFF-3.0/Aに基づき、原子力施設の廃止措置に適用するための新しい多群放射化断面積ライブラリ(MAXS)を開発した。同ライブラリは、VITAMIN-B6の199エネルギー群構造を有し、779核種に対する(n,$$gamma$$), (n,f), (n,2n), (n,3n), (n,p), (n,$$alpha$$), (n,d), (n,t), (n,n$$alpha$$), (n,np)反応等の断面積と核異性体比のデータを収納する。

論文

Real-time observation of crystallographic tilting InGaAs layers on GaAs offcut substrates

西 俊明*; 佐々木 拓生; 池田 和磨*; 鈴木 秀俊*; 高橋 正光; 下村 憲一*; 小島 信晃*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

AIP Conference Proceedings 1556, p.14 - 17, 2013/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01

${it In situ}$ X-ray reciprocal space mapping during In$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$As/GaAs(001) MBE growth is performed to investigate effects of substrate misorientations on crystallographic tilting. It was found that evolution of the crystallographic tilt for the InGaAs films is strongly dependent on both layer structures and substrate misorientations. We discuss these observations in terms of an asymmetric distribution of dislocations.

論文

Conduction-band electronic states of YbInCu$$_4$$ studied by photoemission and soft X-ray absorption spectroscopies

内海 有希*; 佐藤 仁*; 栗原 秀直*; 間曽 寛之*; 平岡 耕一*; 小島 健一*; 飛松 浩明*; 大河内 拓雄*; 藤森 伸一; 竹田 幸治; et al.

Physical Review B, 84(11), p.115143_1 - 115143_7, 2011/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:31.79(Materials Science, Multidisciplinary)

典型的な価数揺動系であるYbInCu$$_4$$の価電子状態を、硬X線内殻光電子分光,軟X線吸収実験、及び軟X線光電子分光の温度依存性の実験から研究した。YbInCu$$_4$$の価数転移について、価電子帯からYb 4$$f$$状態への電荷移動で記述した。

論文

The Present status of TIARA at JAEA-Takasaki

齋藤 勇一; 横田 渉; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 宇野 定則; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 吉田 健一; 湯山 貴裕; et al.

Proceedings of the 8th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-8), p.95 - 98, 2008/12

The accelerators at TIARA of Japan Atomic Energy Agency are dedicated to researches in the field of biotechnology and material science. These researches require beams of various ion species covering a wide range of energy and a number of different methods of irradiation. In order to satisfy the requirements, outstanding technologies such as microbeam formation and wide-area high-uniformity irradiation have been developed as well as accelerator technologies. The paper describes the major accelerator/ beam formation/ irradiation technologies developed in recent years.

論文

Soft-X-ray high-resolution photoemission study on the valence transitions in YbInCu$$_{4}$$

佐藤 仁*; 吉河 訓太*; 平岡 耕一*; 有田 将司*; 藤本 浩二*; 小島 健一*; 室 隆桂之*; 斎藤 祐児; 関山 明*; 菅 滋正*; et al.

Physical Review B, 69(16), p.165101_1 - 165101_6, 2004/04

 被引用回数:31 パーセンタイル:77.88(Materials Science, Multidisciplinary)

YbInCu$$_{4}$$の価電子帯の電子状態を励起エネルギー800eVを用いた高分解能光電子分光によって調べた。測定温度を50Kから40Kに下げると、42Kの価数転移に伴い、Yb$$^{2+}$$成分は著しく強度が増加し、一方Yb$$^{3+}$$成分の強度は減少した。Ybイオンの価数はこの光電子スペクトルから直接導出され、100Kにおいて約2.81であり、50Kまで徐々に減少し、40Kにおいて約2.68へ急激に変化した。これらの値は、これまでに報告されている検出深さの短い実験と比べて大きく、YbInCu$$_{4}$$の準表面状態の存在を示唆する。また、測定温度を50Kから40Kに下げると、Yb$$^{3+}$$成分の多重項構造が50meV程度高結合エネルギーに移動することが観測された。これは、Ybの4f準位に電子を加えるためのエネルギーの増加を反映していると考えられ、価数転移現象とよく対応する。

口頭

空気中キシレンの電子ビーム・TiO$$_{2}$$触媒複合分解

藤沢 健一; 箱田 照幸; 島田 明彦; 小嶋 拓治; 萩原 時男*

no journal, , 

電子ビーム照射空気中では、極微量の有機物とでも反応することができる活性種のほかに、そのままでは反応しないオゾンが生成する。このオゾンを活性化し、有機物やその分解生成物の酸化分解に利用することができれば高効率な処理技術が可能となる。そこで、本研究ではオゾンを再活性化するための手段として、放電処理技術で利用され始めているAg1$$sim$$3%wを添加したTiO$$_{2}$$触媒を用いた。室温から200$$^{circ}$$Cに保った触媒上にキシレンを含む空気を通気しながら電子ビーム照射を行い、触媒前後での照射ガス中のCO$$_{2}$$濃度変化から、分解生成物などからのCO$$_{2}$$への転化率を調べた。その結果、加熱温度200$$^{circ}$$C、3%wのAg添加量の場合、照射のみでの得られた初期キシレンの2.5%の分解に相当するCO$$_{2}$$生成量が、この加熱触媒通過後では25%に向上した。この結果から、照射ガスに対するオゾンの再活性化及び分解生成物の酸化にTiO$$_{2}$$触媒が有効な手段の一つであることがわかった。

口頭

TRU廃棄物の放射能評価方法の開発,4; 核分裂生成核種とCs-137との相関関係,1

榊原 哲朗; 小華和 治; 圷 茂; 小嶋 裕; 坂下 章*; 黒田 一彦*; 木野 健一郎*; 三枝 守幸*

no journal, , 

東海再処理施設(TRP)で発生した雑固体廃棄物の埋設処分時に必要になると考えられる放射能濃度決定方法を検討している。TRPより採取した実廃棄物サンプルの放射化学分析結果に基づき、key核種候補であるCs-137濃度と難測定核種であるTc-99濃度との相関関係を検討した。

口頭

TRU廃棄物の放射能評価方法の開発,5; 放射化生成核種とCo-60との相関関係,1

木野 健一郎*; 三枝 守幸*; 坂下 章*; 黒田 一彦*; 榊原 哲朗; 小華和 治; 圷 茂; 小嶋 裕

no journal, , 

東海再処理施設(TRP)で発生している放射性廃棄物の処理・処分の検討を具体化するため、廃棄物中の放射性核種濃度データ取得を実施している。TRPで発生した放射性廃棄物(主として雑固体廃棄物)については現在までに数十点に及び分析データを取得している。ここでは、得られた分析データのうち、放射化生成核種(AP)について、$$gamma$$線スペクトロメトリ法で容易に検出することが可能なCo-60をkey核種候補としてその相関関係を検討した。

口頭

Direct observation of the pressure-induced ferromagnetic order in YbInCu$$_{4}$$

長壁 豊隆; 小島 健一*; 平岡 耕一*

no journal, , 

YbInCu$$_{4}$$は、高温でYbの4f電子がよく局在した3価の状態から、42Kで約0.5%の体積膨脹を伴って平均価数が約2.9の価数揺動状態へと転移する。この転移はよく知られたCe金属元素の$$alpha$$-$$gamma$$転移にもよく似ている。この物質に圧力を加えて行くと体積膨脹が抑えられ、約2.5GPaでは価数転移が完全に抑制されて低温まで3価の磁性状態が生き残る。最近、このような状態において、低温でYb3価の磁気モーメントが長距離秩序を示すことがNMRにより指摘された。われわれはこの磁気秩序を直接観測する目的で、新規に開発したハイブリッドアンビルを用いて4GPaまでの高圧力下において単結晶試料を用いた中性子回折実験を行った。その結果、4GPaの圧力下で約2.5K以下で強磁性長距離秩序の直接観測に成功した。秩序状態でのYbあたりの磁気モーメントは0.6$$mu$$$$_{B}$$で、これまでに報告された希釈系Yb$$_{0.8}$$Y$$_{0.2}$$InCu$$_{4}$$が示すYbあたり0.05$$mu$$$$_{B}$$の磁気モーメントに比べて非常に大きいことが明らかとなった。

口頭

高圧下中性子回折によるYbInCu$$_{4}$$の磁性研究

小島 健一*; 平岡 耕一*; 長壁 豊隆

no journal, , 

YbInCu$$_{4}$$は、高温でのYbの電子がよく局在した3価の状態から、42Kで約0.5%の体積膨脹を伴って平均価数が約2.9の価数揺動状態へと転移する。この転移はよく知られた金属Ce元素の $$alpha$$-$$gamma$$転移にもよく似ている。この物質に圧力を加えていくと体積膨脹が抑えられ、約2.5GPaでは価数転移が完全に抑制されて低温まで3価の磁性状態が生き残る。最近、このような状態において、低温でYb3価の磁気モーメントが長距離秩序を示すことがNMRにより指摘された。われわれはこの磁気秩序を直接観測する目的で、新規に開発したハイブリッドアンビルを用いて6.2GPaまでの高圧力下において単結晶試料を用いた中性子回折実験を行った。その結果、4.0GPa及び6.2GPaの圧力下で約2.5K以下で強磁性長距離秩序の直接観測に成功した。秩序状態でのYbあたりの磁気モーメントは約0.7$$mu$$$$_{B}$$であり、これまでに報告されたYb希釈系が示すYbあたりの磁気モーメントに比べて非常に大きく、また、加圧に対して磁気秩序がほとんど影響されず、極めて安定して存在することが明らかとなった。

口頭

IFMIF/EVEDA加速器系に関する日本側タスクの現状

神藤 勝啓; 大平 茂; 菊地 孝行; 久保 隆司; 米本 和浩; 粕谷 研一; 前原 直; 高橋 博樹; 小島 敏行; 堤 和昌; et al.

no journal, , 

IFMIF/EVEDA事業の加速器系の日本側タスクの現状及び今後の予定を報告する。2010年3月に原型加速器のビーム試験を行うIFMIF/EVEDA開発試験棟が竣工した。今後2年間で、原型加速器を駆動するための電源設備,2次冷却水循環設備の設置や、ビームダンプ周辺の局所補助遮蔽壁などを設置し、2012年より加速器機器の搬入及び上流側より段階的にビーム試験を行う予定である。軸長9.8mのRFQの中央部に直径90mmの8つのポートからRFパワーを供給するためのRFカプラーの開発では、これまでに4-1/16インチと6-1/8インチの2種類のRF真空窓,同軸管を介したループアンテナによるRFカプラーの設計を行った。テストベンチを製作し、検証試験の結果によって採用するRF真空窓のサイズの選定を行う予定である。加速器制御では、人員保護システムや機器保護システム,タイミングシステムは、特に高い信頼性が求められる。これらのシステムはテストベンチを製作して試験を進めてきた。今冬よりCEAでの入射器のビーム試験でそれらのシステムを組み込んで制御系の試験を行い、原型加速器制御系の設計及び開発に反映させる。

口頭

軽水炉廃止措置における放射性核種インベントリに対する感度解析

奥村 啓介; 羽倉 洋行; 小嶋 健介; 山本 健土; 田中 健一*

no journal, , 

軽水炉プラントの廃止措置等で発生する廃棄物中に存在する放射性核種のインベントリ評価の最適化に資するため、放射化感度解析手法を開発した。本手法をBWRプラントに適用し、放射性廃棄物の処理・処分において重要となる約50の放射性核種に対して、それらの生成に寄与する不純物核種や核反応を明らかにした。

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