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論文

Antiferromagnetic films and their applications

廣畑 貴文*; Lloyd, D. C.*; 窪田 崇秀*; 関 剛斎*; 高梨 弘毅; 介川 裕章*; Wen, Z.*; 三谷 誠司*; 小泉 洸生*

IEEE Access, 11, p.117443 - 117459, 2023/10

https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3326448
 被引用回数：3 パーセンタイル：20.14(Computer Science, Information Systems)

Spintronic devices are expected to replace the recent nanoelectronic memories and sensors due to their efficiency in energy consumption and functionality with scalability. To date, spintronic devices, namely magnetoresistive junctions, employ ferromagnetic materials by storing information bits as their magnetization directions. However, in order to achieve further miniaturization with maintaining and/or improving their efficiency and functionality, new materials development is required: 1) increase in spin polarization of a ferromagnet or 2) replacement of a ferromagnet by an antiferromagnet. Antiferromagnetic materials have been used to induce an exchange bias to the neighboring ferromagnet but they have recently been found to demonstrate a 100% spin-polarized electrical current, up to THz oscillation and topological effects. In this review, the recent development of three types of antiferromagnets is summarized with offering their future perspectives towards device applications.

論文

Current-induced crystallisation in a Heusler-alloy-based giant magnetoresistive junction for neuromorphic potentiation

Zhou, Z.*; Frost, W.*; Lloyd, D. C.*; 関 剛斎*; 窪田 崇秀*; Ramos, R.*; 齊藤 英治; 高梨 弘毅; 廣畑 貴文*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 571, p.170575_1 - 170575_5, 2023/04

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170575
 被引用回数：1 パーセンタイル：10.32(Materials Science, Multidisciplinary)

Recent development in neuromorphic computation allows us to achieve low power and highly efficient calculations better than the conventional von Neumann computation. In order to achieve realistic synaptic operation, potentiation to add weighting to strengthen a selected artificial synapse. Such functionality can be achieved by reducing the electrical resistance of the artificial synapse. Recently, a ferromagnetic Heusler alloy used in a magnetoresistive junction has been demonstrated to crystallise via the layer-by-layer mode by introducing an electrical current pulse. In this study, we have extended the current-induced crystallisation to a junction with epitaxially-grown Heusler alloy after post-annealing for crystallisation. By combining this potentiation functionality with the neuromorphic operation, realistic synaptic computation can be developed.

論文

In-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^{32}$$Mg via direct reactions

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; 宮城 宇志*; Poves, A.*; 清水 則孝*; Tostevin, J. A.*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; et al.

Physical Review C, 105(3), p.034318_1 - 034318_17, 2022/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.034318
 被引用回数：6 パーセンタイル：65.93(Physics, Nuclear)

$$^{32}$$Mgは中性子魔法数20が消滅する中性子過剰核のモデルケースとして有名な原子核であるが、約1MeVという低い励起エネルギーにある$$0^+$$励起状態の性質が未だに謎に包まれているなど、その構造は未解明な点が多い。この原子核の励起構造を解明するため、米国国立超伝導サイクロトロン研究所にて$$^{33}$$Mgからの1中性子ノックアウト、$$^{34}$$Siからの2陽子ノックアウト反応で$$^{32}$$Mgの励起状態を生成し、そこからの脱励起ガンマ線の測定によってその準位構造を得た。得られた約20本のエネルギー準位を殻模型計算による理論と比較した。低い$$0^+$$励起状態の存在を再現する計算によって予言されていた強い生成強度をもった状態は存在せず、その$$0^+$$状態がない古い理論の方が全体的な傾向をよく再現した。その結果、$$0^+$$励起状態の謎は依然、解明されずに残ることとなった。

論文

Coexisting normal and intruder configurations in $$^{32}$$Mg

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; Poves, A.*; 清水 則孝*; Tostevin, J. A.*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; Bazin, D.*; et al.

Physics Letters B, 822, p.136682_1 - 136682_7, 2021/11

AA2021-0459.pdf:1.01MB

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136682
 被引用回数：11 パーセンタイル：71.33(Astronomy & Astrophysics)

ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰核$$^{32}$$Mgの励起状態を$$^{33}$$Mgからの1中性子ノックアウト反応および$$^{34}$$Siからの2陽子ノックアウト反応によって生成し、そこからの脱励起ガンマ線をGRETINA検出器を用いて観測した。$$^{32}$$Mgは中性子魔法数20が消失していることが古くから知られている原子核であるが、10年ほど前に理論予想よりもはるかに低い励起エネルギーに$$0^+_2$$状態が出現することがわかり、その核構造は完全には解明されていない。この実験で得られた生成断面積を理論計算と比較したところ、$$0^+_2$$状態の位置を再現する最近の理論計算で予言される、励起エネルギー2MeV以下の大きな断面積は実験では得られず、$$0^+_2$$状態の位置を再現しない古い理論計算に近い断面積分布となることがわかった。この結果から、$$^{32}$$Mgの低い$$0^+_2$$状態の謎は未だに残されたままとなった。

論文

Structure of $$^{30}$$Mg explored via in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; 清水 則孝*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; Bazin, D.*; Berryman, J. S.*; Bildstein, V.*; et al.

Physical Review C, 102(5), p.054318_1 - 054318_13, 2020/11

AA2020-0765.pdf:4.4MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.102.054318
 被引用回数：6 パーセンタイル：49.74(Physics, Nuclear)

$$^{30}$$Mgは中性子数20の魔法数が消滅する原子核としてよく知られている$$^{32}$$Mgの2中性子少ない系であり、魔法数消滅のメカニズムを解明する重要な情報を与える原子核である。この研究では、ミシガン州立大学のサイクロトロンを用いて$$^{31}$$Mgからの中性子ノックアウト反応によって$$^{30}$$Mgを生成し、そのガンマ線分光から構造を探求した。変形の小さなバンドと変形の大きなバンドの他に負パリティ状態と見られるエネルギー準位が得られ、それらの分光学的因子が導かれた。その結果を大規模殻模型計算と比較したところ、エネルギー準位はよく再現するものの、分光学的因子の一部に不一致があり、より正確な記述という観点からは理論に課題があることがわかった。

論文

Progress in the ITER physics basis, 6; Steady state operation

Gormezano, C.*; Sips, A. C. C.*; Luce, T. C.*; 井手 俊介; Becoulet, A.*; Litaudon, X.*; 諫山 明彦; Hobirk, J.*; Wade, M. R.*; 及川 聡洋; et al.

Nuclear Fusion, 47(6), p.S285 - S336, 2007/06

https://doi.org/10.1088/0029-5515/47/6/S06
 被引用回数：349 パーセンタイル：75.44(Physics, Fluids & Plasmas)

国際熱核融合実験炉(ITER)におけるプラズマ開発に向けた物理的基盤について最近の研究の国際的な進展についてまとめたものである。この章ではITERにおける定常運転に関して、以下の点に重点を置いて記述する。統合運転シナリオ, 運転シナリオの最近の開発状況について、定常運転のための加熱/電流駆動装置、定常運転へ向けた制御の課題について、ITERにおける定常運転とハイブリッド運転のシミュレーション。

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