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Li, X.*; Zhu, R.*; Xin, J.*; Luo, M.*; Shang, S.-L.*; Liu, Z.-K.*; Yin, C.*; 舟越 賢一*; Dippenaar, R. J.*; 肥後 祐司*; et al.
CALPHAD; Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 84, p.102641_1 - 102641_6, 2024/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Thermodynamics)The phase transformations and pressure-volume dependencies of the Ti-45Al alloy with respect to pressure have been investigated by means of in-situ observation using multi anvil-type high-pressure devices and synchrotron radiation. Under hydrostatic compression from 0 to 10.1 GPa, about 2.3 vol. % of 
transforms continuously to 
2. Lattice parameters as well as volume fractions of these two phases have been determined as a function of pressure. Bulk moduli estimated using Birch-Murnaghan's equation of state are 148 GPa for the phase, 138 GPa for the 2 phase, and 149 GPa for their two-phase mixture of Ti-45Al alloy. First-principles have also applied to investigate bulk moduli of two single phases, and the deviation between calculations and measurements is discussed and attributed to mainly phase transformation. The presently study provides useful insights into thermodynamics of 2 and phases under high pressure.
Hwang, Y.*; Puebla, J.*; 近藤 浩太*; Gonzalez-Ballestero, C.*; 一色 弘成*; S
nchez Mu
oz, C.*; Liao, L.*; Chen, F.*; Luo, W.*; 前川 禎通*; et al.
Physical Review Letters, 132(5), p.056704_1 - 056704_7, 2024/01
被引用回数：17 パーセンタイル：97.80(Physics, Multidisciplinary)Here, we report the observation of strong coupling between magnons and surface acoustic wave (SAW) phonons in a thin CoFeB film constructed in an on-chip SAW resonator by analyzing SAW phonon dispersion anticrossings. We employ a nanostructured SAW resonator design that, in contrast to conventional SAW resonators, allows us to enhance shear-horizontal strain. Crucially, this type of strain couples strongly to magnons. Our device design provides the tunability of the film thickness with a fixed phonon wavelength, which is a departure from the conventional approach in strong magnon-phonon coupling research. We detect a monotonic increase in the coupling strength by expanding the film thickness, which agrees with our theoretical model. Our work offers a significant way to advance fundamental research and the development of devices based on magnon-phonon hybrid quasiparticles.
Wang, Q.*; Ma, N.*; Huang, W.*; Shi, J.*; Luo, X.-T.*; 冨高 宙*; 諸岡 聡; 渡邊 誠*
Materials Research Letters (Internet), 11(9), p.742 - 748, 2023/09
被引用回数：2 パーセンタイル：23.52(Materials Science, Multidisciplinary)Cold spray (CS) has emerged as a representative of solid-state additive manufacturing (AM) via supersonic impact. It enables a high deposition rate of solid-state microparticles. Delamination, however, tends to occur when depositing too thick; this remains to be conquered. Here, a CS-like process, warm spray (WS), was presented. Interestingly, it was found that the appropriate increase in particle temperature can effectively reduce the residual stress amplitude, relieving the concentrated tensile stress and safeguarding the additively manufactured components from interfacial delamination even when depositing too thick. The key role of temperature on delamination was identified in solid-state AM via supersonic impact.
-dependent collective relaxation dynamics of glass-forming liquid Ca
K
(NO
)
investigated by wide-angle neutron spin-echoLuo, P.*; Zhai, Y.*; Falus, P.*; Garc
a Sakai, V.*; Hartl, M.*; 古府 麻衣子; 中島 健次; Faraone, A.*; Z, Y.*
Nature Communications (Internet), 13, p.2092_1 - 2092_9, 2022/04
被引用回数：12 パーセンタイル：73.09(Multidisciplinary Sciences)The relaxation behavior of glass formers exhibits spatial heterogeneity and dramatically changes upon cooling towards the glass transition. However, the underlying mechanisms of the dynamics at different microscopic length scales are not fully understood. We measured the -dependent coherent intermediate scattering function of a prototypical ionic glass former CaK(NO), in the highly viscous liquid state. In contrast to the structure modulated dynamics for 
2.4 
, i.e., at and below the structure factor main peak, for 
2.4 , beyond the first minimum above the structure factor main peak, the stretching exponent exhibits no temperature dependence and concomitantly the relaxation time shows smaller deviations from Arrhenius behavior. This finding indicates a change in the dominant relaxation mechanisms around a characteristic length of 2.6 AA, below which the relaxation process exhibits a temperature independent distribution and more Arrhenius-like behavior.
Luo, M.-Y.*; Lam, T.-N.*; Wang, P.-T.*; Tsou, N.-T.*; Chang, Y.-J.*; Feng, R.*; 川崎 卓郎; Harjo, S.; Liaw, P. K.*; Yeh, A.-C.*; et al.
Scripta Materialia, 210, p.114459_1 - 114459_7, 2022/03
被引用回数：25 パーセンタイル：87.99(Nanoscience & Nanotechnology)The effect of grain size on strain-controlled low-cycle fatigue (LCF) properties in the CoCrFeMnNi high-entropy alloys (HEAs) was investigated towards the distinct microstructural developments during cyclic loading at a strain amplitude of 
1.0%. A much more prominent secondary cyclic hardening (SCH) behavior at the final deformation stage was observed in the fine-grained (FG) than in the coarse-grained (CG) CoCrFeMnNi. In-situ neutron-diffraction and microscopic examination, strongly corroborated by molecular dynamic (MD) simulations, indicated that dislocation activities from planar slip to wavy slip-driven subgrain structures within the grains acted as the primary cyclic-deformation behaviors in the FG CoCrFeMnNi. Differently observed in the cyclic behavior of the CG CoCrFeMnNi was due to a transition from the planar dislocation slip to twinning.
Lam, T.-N.*; Luo, M.-Y.*; 川崎 卓郎; Harjo, S.; Jain, J.*; Lee, S.-Y.*; Yeh, A.-C.*; Huang, E.-W.*
Crystals (Internet), 12(2), p.157_1 - 157_9, 2022/02
被引用回数：19 パーセンタイル：95.61(Crystallography)In this research, we systematically investigated equiatomic CoCrFeNi and CoCrFeMnNi high-entropy alloys (HEAs). Both of these HEA systems are single-phase, face-centered-cubic (FCC) structures. Specifically, we examined the tensile response in as-cast quaternary CoCrFeNi and quinary CoCrFeMnNi HEAs at room temperature. Compared to CoCrFeNi HEA, the elongation of CoCrFeMnNi HEA was 14% lower, but the yield strength and ultimate tensile strength were increased by 17% and 6%, respectively. The direct real-time evolution of structural defects during uniaxial straining was acquired via in situ neutron-diffraction measurements. The dominant microstructures underlying plastic deformation mechanisms at each deformation stage in as-cast CoCrFeNi and CoCrFeMnNi HEAs were revealed using the Convolutional Multiple Whole Profile (CMWP) software for peak-profile fitting. The possible mechanisms are reported.
Zhai, Y.*; Luo, P.*; 長尾 道弘*; 中島 健次; 菊地 龍弥*; 川北 至信; Kienzle, P. A.*; Z, Y.*; Faraone, A.*
Physical Chemistry Chemical Physics, 23(12), p.7220 - 7232, 2021/03
被引用回数：5 パーセンタイル：30.29(Chemistry, Physical)2-Propanol was investigated, in both the liquid and supercooled states, as a model system to study how hydrogen bonds affect the structural relaxation and the dynamics of mesoscale structures, of approximately several Angstroms, employing static and quasi-elastic neutron scattering and molecular dynamics simulation. Dynamic neutron scattering measurements were performed over an exchanged wave-vector range encompassing the pre-peak, indicative of the presence of H-bonding associates, and the main peak. The dynamics observed at the pre-peak is associated with the formation and disaggregation of the H-bonded associates and is measured to be at least one order of magnitude slower than the dynamics at the main peak, which is identified as the structural relaxation. The measurements indicate that the macroscopic shear viscosity has a similar temperature dependence as the dynamics of the H-bonded associates, which highlights the important role played by these structures, together with the structural relaxation, in defining the macroscopic rheological properties of the system. Importantly, the characteristic relaxation time at the pre-peak follows an Arrhenius temperature dependence whereas at the main peak it exhibits a non-Arrhenius behavior on approaching the supercooled state. The origin of this differing behavior is attributed to an increased structuring of the hydrophobic domains of 2-propanol accommodating a more and more encompassing H-bond network, and a consequent set in of dynamic cooperativity.
at the structure factor primary peak and prepeakLuo, P.*; Zhai, Y.*; Leao, J. B.*; 古府 麻衣子; 中島 健次; Faraone, A.*; Zhang, Y.*
Journal of Physical Chemistry Letters (Internet), 12(1), p.392 - 398, 2021/01
被引用回数：6 パーセンタイル：36.33(Chemistry, Physical)典型的なネットワークイオン性液体ZnClの第1およびプレ回折ピークでの微視的な構造緩和を中性子スピンエコー分光により調べた。第1構造ピークの緩和はプレピークのものより速く、活性化エネルギーは約33%高い。融点より十分高温においても、伸長指数関数で記述される緩和が観測された。驚くべきことに、とくに第1ピークにおいて、非指数関数性パラメータは冷却とともに急激に増加し、
に向かって緩和は伸長指数型から指数型へと変わる。これらの結果は、過冷却状態の典型的なガラス的ダイナミクスが平衡液体で現れること、2つの異なる空間スケールの運動の活性化エネルギーが冷却に伴うネットワーク構造の形成と関連していることを示唆する。
AsXie, T.*; Wei, Y.*; Gong, D.*; Fennell, T.*; Stuhr, U.*; 梶本 亮一; 池内 和彦*; Li, S.*; Hu, J.*; Luo, H.*
Physical Review Letters, 120(26), p.267003_1 - 267003_7, 2018/06
被引用回数：40 パーセンタイル：86.24(Physics, Multidisciplinary)We report an inelastic neutron scattering study on the spin resonance in the bilayer iron-based superconductor CaKFe
As. In contrast to its quasi-two-dimensional electron structure, three strongly 
-dependent modes of spin resonance are found below 
= 35 K. The mode energies are below and linearly scale with the total superconducting gaps summed on the nesting hole and electron pockets, essentially in agreement with the results in cuprate and heavy fermion superconductors. This observation supports the sign-reversed Cooper-pairing mechanism under multiple pairing channels and resolves the long-standing puzzles concerning the broadening and dispersive spin resonance peak in iron pnictides. More importantly, the triple resonant modes can be classified into odd and even symmetries with respect to the distance of Fe-Fe planes within the Fe-As bilayer unit. Thus, our results closely resemble those in the bilayer cuprates with nondegenerate spin excitations, suggesting that these two high- superconducting families share a common nature.
(As
P
) superconductorHu, D.*; Yin, Z.*; Zhang, W.*; Ewings, R. A.*; 池内 和彦*; 中村 充孝; Roessli, B.*; Wei, Y.*; Zhao, L.*; Chen, G.*; et al.
Physical Review B, 94(9), p.094504_1 - 094504_7, 2016/09
被引用回数：20 パーセンタイル：62.63(Materials Science, Multidisciplinary)最適Pドープされた超伝導体BaFe(AsP) (T
=30K)におけるスピン励起の温度及びエネルギー依存性が非弾性中性子散乱実験を使って調べられた。我々の実験結果は密度汎関数理論や動的平均場理論で予想される計算結果と矛盾しておらず、BaFe(AsP)における平均プニクトゲン高さの減少が、電子相関の強さを弱め、磁気励起の有効バンド幅の増加に寄与することを示唆している。
Li, B.; Luo, X. H.*; Wang, H.*; Ren, W. J.*; Yano, S.*; Wang, C.-W.*; Gardner, J. S.*; Liss, K.-D.*; Miao, P.*; Lee, S.-H.*; et al.
Physical Review B, 93(22), p.224405_1 - 224405_6, 2016/06
被引用回数：56 パーセンタイル：87.40(Materials Science, Multidisciplinary)Competition between ferromagnetic and antiferromagnetic phases on frustrated lattices in hexagonal Laves phase compound Hf
Ta
Fe is investigated by using neutron diffraction as a function of temperature and magnetic fields and density-functional-theory calculations. At 325 K, the compound orders into the 120
frustrated antiferromagnetic state with well-reduced magnetic moment and an in-plane lattice contraction simultaneously sets in. With further cooling down, however, the accumulated distortion in turn destabilizes this susceptible frustrated structure. The frustration is completely relieved at 255 K when the first-order transition to the ferromagnetic state takes place, where a colossal negative volumetric thermal expansion, 
/K, is obtained. Meanwhile, the antiferromagnetic state can be suppressed by few Tesla magnetic fields, which results in a colossal positive magnetostriction. Such delicate competition is attributed to the giant magnetic fluctuation inherent in the frustrated antiferromagnetic state. Therefore, the magnetoelastic instability is approached even under a small perturbation.
Ding, F.*; Luo, G.-N.*; Pitts, R.*; Litnovsky, A.*; Gong, X.*; Ding, R.*; Mao, H.*; Zhou, H.*; Wampler, W. R.*; Stangeby, P. C.*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 455(1-3), p.710 - 716, 2014/12
被引用回数：28 パーセンタイル：88.29(Materials Science, Multidisciplinary)A movable material probe system (Material and Plasma Evaluation System: MAPES) with an independent pumping system and a sample exchange chamber has been developed and installed on a horizontal port of the EAST tokamak for studies of plasma material interaction (PMI). In the 2012 experimental campaign, deposition and erosion were studied for three samples: mock-up of the outer first wall panels (FWPs) in ITER, castellated tungsten, and molybdenum mirrors. The FWPs with carbon deposition layer were exposed to helium plasmas. The maximum erosion rate of the carbon was valuated to be 8 nm/s. The castellated tungsten with rectangular cells and roof-like shaped cells was exposed to deuterium plasmas to compare amount of deposits on the gap surface. The amount of carbon and boron impurities on the gap surface of the roof-like shaped cells were reduced to less than 30% compared with that of the rectangular cells. The molybdenum mirrors of which protective ducts are installed in front were exposed to deuterium plasmas in order to investigate effects of length of the ducts. It was found that the reflectivity of the mirrors with 60 mm-long protective ducts is kept the initial reflectivity.
Hu, P.*; 尹 永根; 石川 覚*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 藤巻 秀; 井倉 将人*; Yuan, C.*; Huang, J.*; Li, Z.*; et al.
Environmental Science and Pollution Research, 20(9), p.6306 - 6316, 2013/09
被引用回数：57 パーセンタイル：80.00(Environmental Sciences), a species in the family Crassulaceae, has been reported to be a Cd hyperaccumulator exhibiting fast growth, large biomass, asexual reproduction and perennial habit and showing remarkable potential in the phytoextraction of Cd from polluted soils. The aims of this study are to investigate whether and how the nitrogen form (nitrate (NO
) versus ammonium (NH
)) influences cadmium (Cd) uptake and translocation and subsequent Cd phytoextraction by the 
. This is the first report of successful visualisation and quantification of Cd uptake and root-to-shoot translocation in intact plants of the hyperaccumulator species supplied with different forms of inorganic N using positron-emitting tracer imaging system (PETIS), a real-time imaging method.
洲 亘; 中道 勝; Alimov, V.; Luo, G.-N.*; 磯部 兼嗣; 山西 敏彦
Journal of Nuclear Materials, 390-391, p.1017 - 1021, 2009/06
被引用回数：53 パーセンタイル：94.94(Materials Science, Multidisciplinary)大きいフラックス(10
D/m
/s)と低いエネルギー(38eV)の重水素プラズマ(フルエンス:10
D/m)照射によるタングステンでのブリスタリング,重水素滞留及び局所的な溶融について、SEM, FIB, TDS、及びEPMAを用いて調べた。ブリスタリングと重水素滞留は、顕著な温度依存性及びフルエンス依存性を示したが、ブリスタリングが重水素-空孔のクラスタ形成,拡散と凝縮によるものと考えられ、その機構の解明によりブリスタリングの抑制に指針が与えられた。また、局所的な溶融はフレークのある結晶粒に現れ、フレークとバルク材との熱伝導の損失によるものと考えられる。
洲 亘; Luo, G.; 山西 敏彦
Journal of Nuclear Materials, 367-370(2), p.1463 - 1467, 2007/08
被引用回数：70 パーセンタイル：96.54(Materials Science, Multidisciplinary)数十eVの高フラックス重水素プラズマ照射によるタングステンでの滞留とブリスタリングの機構を解明するため、各種分析・観察手法(XRD, TEM, SEM, TDS, NRA、及びERDA)による測定・観察を行った。1.5の固定入射角のXRD測定により、重水素プラズマ照射後のタングステン表面付近の格子定数が変化していないことを確認した。このことは、重水素が空隙サイトに存在せず、重水素-空孔複合体を形成してバブル(空孔クラスターやボイドに集合している重水素分子)に成長していることを示唆している。また、重水素プラズマ照射後のタングステン断面のTEM観察により、大きいブリスタ(直径:数ミクロン,結晶粒に相当)の発生前、表面付近に直径30nm程度の小さいブリスタやナノ亀裂が形成されていることを明らかにした。さらに、重水素は、照射後のタングステンに分子として滞留していること(TDS結果)、並びに最大重水素/タングステンの原子比が1-2%に到達していること(NRAとERDAの結果)を明らかにした。以上の結果は、空孔型欠陥が滞留重水素の侵入に伴ってタングステンの表面付近に生成されることを示唆しているものである。
洲 亘; 河裾 厚男; 三輪 幸夫; 若井 栄一; Luo, G.-N.*; 山西 敏彦
Physica Scripta, T128, p.96 - 99, 2007/03
被引用回数：97 パーセンタイル：92.36(Physics, Multidisciplinary)タングステン焼鈍材,部分再結晶材,完全再結晶材,単結晶材での重水素滞留挙動とブリスタリングを昇温脱離法,走査型電子顕微鏡,陽電子消滅法などで調べた。10
D/m
までの高フルエンス照射の試料では、ブリスタからの重水素の爆発的な放出及びブリスタの爆裂を昇温脱離測定と走査型電子顕微鏡観察で確認した。また、陽電子消滅法により、完全再結晶材での欠陥がもっとも少ないことを、並びに部分再結晶材では重水素プラズマ照射による空孔の生成を観測した。さらに、電子後方散乱回折により、ブリスタリングが(111)に近い方位の結晶粒に優先的に起こることを明らかにした。
Luo, G.; 洲 亘; 西 正孝
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.957 - 962, 2006/02
被引用回数：67 パーセンタイル：96.53(Nuclear Science & Technology)核融合炉のプラズマ対向侯補材であるW中の重水素滞留に及ぼすブリスタリングの影響について、1
10D/m/sの入射フラックスの条件で入射エネルギーを100eVから約10eVまで変化させて調べた。滞留量の測定は昇温脱離法によって行い、5C/sの昇温速度で実施したが、昇温脱離曲線には重水素の放出ピークが1つのみ現れ、またそのピーク温度は照射のエネルギーやフルエンスにより500Cから850Cまで変化する、という結果を得た。このピーク温度は水素トラップからの放出温度より高く、重水素が分子としてブリスタに存在し、 昇温中に直接放出されていると考えられる。また、あるフルエンスで急激な滞留量減少が観測されたが、この現象はブリスタの破裂によるものと考えられる。このことはSEMによる観察結果(ブリスタが2ミクロン程度までしか成長しないこと、及びブリスタの数がフルエンスの増加とともに増加すること)と一致している。
Luo, G.; 洲 亘; 西 正孝
Journal of Nuclear Materials, 347(1-2), p.111 - 117, 2005/12
被引用回数：90 パーセンタイル：98.10(Materials Science, Multidisciplinary)鏡面仕上げした焼結材タングステン試料片にITERダイバータ周辺プラズマを模擬する重水素プラズマを照射し、そのブリスタリング挙動を調べた。今回行った照射の条件は、フラックス:110D/m/s,エネルギー:7
98eV/D,フルエンス:310
610
D/m,照射温度:室温であるが、いずれのエネルギーの照射においても、ブリスタリングの発生がSEM観察により確認された。また、ブリスタリング発生のフルエンス閾値が入射エネルギーの減少とともに増加すること、特に20eV/D以下の入射エネルギーの場合には、この閾値の増加が著しいことを見いだした。本現象は、試料表面に酸化皮膜が存在し、重水素の外部への再放出と内部への侵入に影響を及ぼしていると考えることによって説明できる。さらに、ブリスタの寸法と数はフルエンスの増加とともに初期にはいずれも増加するが、直径が2
m程度に逹すると成長が止まり、数のみが増加していく結果を得た。本結果は、ブリスタが2m程度に成長すると亀裂が発生して内部のガスが放出されるため、と考えられる。
Luo, G.-N.*; 山口 憲司; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*
Plasma Science and Technology, 7(4), p.2982 - 2984, 2005/08
核融合炉で使用される金属,セラミックス材料に対して高エネルギー(MeV)ないしは低エネルギー(500eV)のHeイオンを照射し、照射に伴う仕事関数変化をケルビン計により測定した。1MeVのビームでNiを照射した場合、仕事関数は照射量に対して単調に減少したが、500eVのイオンに対しては、照射開始直後こそ仕事関数は減少するものの、その後照射量とともに増加した。実験結果を説明するため、計算コードを活用するとともに表面層に関するモデルを考案した。一方、Li系セラミックス材料では、ケルビン計の出力が表面での帯電による効果に強く支配されることを、モデルにより定性的に説明した。
大平 茂; Luo, G.; 中村 博文; 洲 亘; 喜多村 和憲*; 西 正孝
Fusion Science and Technology, 48(1), p.621 - 624, 2005/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)本報告では、プラズマ対向機器における現実的なトリチウム透過を模擬し、トリチウム透過量評価のためのモデル及び計算コードを検証するためのトリチウム透過試験体の新しい概念設計を示す。試験体は、TPLに設置されたITERのダイバータの照射条件(100eV以下の粒子エネルギー及び、高粒子束(1e+22/m/s))とほぼ等価の水素同位体プラズマビームを生成できるプラズマイオン源を使用する実証試験のために設計されている。試験体は、高粒子束のプラズマビームにさらされるプラズマ対向材が銅ヒートシンク上に接合されている多層構造のターゲットモジュールを備えており、銅のヒートシンクには加圧された冷却材(水)が閉じ込められている。予備実験のための試験体が製作され、繰り返し照射条件における接合部の熱的及び機械的挙動を確証するための電子ビーム照射試験が行われた。熱負荷試験後に、接合部に有意な欠陥等は観察されず、使用条件下における構造健全性が確認された。また、予備実験用試験体を用いTSTAで最初のトリチウムプラズマ照射試験を実施し、透過トリチウムの測定プロセスが確立された。中性子あるいは高エネルギーイオンビーム照射により欠陥等を模擬するターゲットモジュールを使用することについても考察する。
