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Odd and even modes of neutron spin resonance in the bilayer iron-based superconductor CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$

Xie, 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:14 パーセンタイル:15.87(Physics, Multidisciplinary)

We report an inelastic neutron scattering study on the spin resonance in the bilayer iron-based superconductor CaKFe$$_4$$As$$_4$$. In contrast to its quasi-two-dimensional electron structure, three strongly $$L$$-dependent modes of spin resonance are found below $$T_c$$ = 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-$$T_c$$ superconducting families share a common nature.


Spin excitations in optimally P-doped BaFe$$_2$$(As$$_{0.7}$$P$$_{0.3}$$)$$_2$$ superconductor

Hu, 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:9 パーセンタイル:43.52(Materials Science, Multidisciplinary)

最適Pドープされた超伝導体BaFe$$_2$$(As$$_{0.7}$$P$$_{0.3}$$)$$_2$$ (T$$_c$$=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$$_2$$(As$$_{0.7}$$P$$_{0.3}$$)$$_2$$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。


Colossal negative thermal expansion induced by magnetic phase competition on frustrated lattices in Laves phase compound (Hf,Ta)Fe$$_2$$

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:20 パーセンタイル:20.01(Materials Science, Multidisciplinary)

Competition between ferromagnetic and antiferromagnetic phases on frustrated lattices in hexagonal Laves phase compound Hf$$_{0.86}$$Ta$$_{0.14}$$Fe$$_2$$ 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$$^{circ}$$ 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, $$-123 times 10^{-6}$$/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.


Overview of plasma-material interaction experiments on EAST employing MAPES

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:21 パーセンタイル:7.86(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.


Nitrate facilitates cadmium uptake, transport and accumulation in the hyperaccumulator ${it Sedum plumbizincicola}$

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:31 パーセンタイル:24.63(Environmental Sciences)

${it Sedum plumbizincicola}$, 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$$_{3}$$$$^{-}$$) versus ammonium (NH$$_{4}$$$$^{+}$$)) influences cadmium (Cd) uptake and translocation and subsequent Cd phytoextraction by the ${it S. plumbizincicola}$. 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 ${it S. plumbizincicola}$ supplied with different forms of inorganic N using positron-emitting tracer imaging system (PETIS), a real-time imaging method.


Deuterium retention, blistering and local melting at tungsten exposed to high-fluence deuterium plasma

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:39 パーセンタイル:5.52(Materials Science, Multidisciplinary)

大きいフラックス(10$$^{22}$$D$$^{+}$$/m$$^{2}$$/s)と低いエネルギー(38eV)の重水素プラズマ(フルエンス:$$>$$10$$^{26}$$D/m$$^{2}$$)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。


Mechanisms of retention and blistering in near-surface region of tungsten exposed to high flux deuterium plasmas of tens of eV

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:54 パーセンタイル:3.43(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$$^{circ}$$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。


Microstructure dependence of deuterium retention and blistering in the near-surface region of tungsten exposed to high flux deuterium plasmas of 38 eV at 315 K

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:70 パーセンタイル:9.03(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$$^{27}$$ D/m$$^{-2}$$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。


Application of Kelvin probe to studies of fusion reactor materials under irradiation

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



Electronic structure of carbon nitride thin films studied by X-ray spectroscopy techniques

Hellgren, N.*; Guo, J.*; Luo, Y.*; S${aa}$the, C.*; 安居院 あかね; Kashtanov, S.*; Nordgren, J.*; ${AA}$gren, H.*; Sundgren, J.-E.*

Thin Solid Films, 471(1-2), p.19 - 34, 2005/01

 被引用回数:116 パーセンタイル:3.48(Materials Science, Multidisciplinary)



Characteristics of a low energy and high flux compact plasma source and preliminary results in studying surface modification of tungsten irradiated by the source

Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 林 巧; 西 正孝

JAERI-Tech 2004-031, 27 Pages, 2004/03




Removal of co-deposited layers by excimer lasers

洲 亘; 川久保 幸雄*; Luo, G.; 西 正孝

Journal of Nuclear Science and Technology, 40(12), p.1019 - 1026, 2003/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:66.78(Nuclear Science & Technology)

核融合炉プラズマ対向機器からのトリチウム回収は安全性確保及び稼働率向上の観点から重要な課題である。本研究では、プラズマ対向壁上に形成されて大量のトリチウムが含まれることが知られているカーボン共堆積層の除去へのエキシマレーザーの適用性について、エキシマレーザー(KrF及びArFレーザー)照射によるトカマク型大型核融合試験装置(JT-60及びTFTR)の共堆積層の除去率のレーザーフルエンス依存性を調べ、またレーザー照射中の放出ガスを調べるとともに共堆積層の除去機構を考察した。この中で、KrFレーザーの11J/cm$$^{2}$$ のレーザーフルエンスでの照射の場合には、JT-60共堆積層の除去率は5.0$$mu$$m/pulseに達すること、放出される水素同位体の化学形が主に水素分子の形であって、容易に回収できることを見出した。また、0.8J/cm$$^{2}$$でのKrFレーザー照射の場合は表面に局部溶融によるコーンが生成され、約2.3J/cm$$^{2}$$のアブレーション閾値を超えると激しい溶融が起こることをSEMによって確認した。


Charging effect on work function measurements of lithium ceramics under irradiation

Luo, G.-N.*; 山口 憲司; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*

Journal of Alloys and Compounds, 349(1-2), p.211 - 216, 2003/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.21



Application of work function measuring technique to monitoring/characterisation of material surfaces under irradiation

Luo, G.-N.*; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*; 山口 憲司

Proceedings of OECD/NEA 2nd Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High-temperature Engineering, p.177 - 189, 2002/05

低エネルギー(500eV)あるいは高エネルギー(MeV)領域のイオンによって照射された金属やセラミックス材料の仕事関数(WF)変化を調べる実験装置を開発した。適切な遮蔽機構を施したうえで、さらに、被測定試料とは別に参照用試料を配置することにより、ケルビン計の性能を制約する帯電効果を効果的に除去する方法を確立した。実験では、多結晶のNiならびにW(公称純度はともに99.95%)を試料に用いた。イオンの照射条件は、1MeV He$$^{+}$$もしくはH$$^{+}$$、照射フラックス; 2$$times$$10$$^{16}$$ions m$$^{2}$$s$$^{-1}$$、照射中の真空度; 1$$times$$10$$^{-4}$$Pa、あるいは500MeV, 2$$times$$10$$^{16}$$ions m$$^{2}$$s$$^{-1}$$, 1$$times$$10$$^{-2}$$Paであった。実験結果によると、500eVでの照射においては、WFは、まず減少した後増加に転じ、その後一定値に収束した。一方、1MeVでは、WFは単調減少し、最終的に一定値に収束した。実験結果を説明するために、金属表面に酸化物層が存在し、さらにその上に吸着層が存在するという表面モデルを提案した。500eV He$$^{+}$$では核的阻止能が大きく、スパッタリングによって酸化物層まで含めて除去されたと思われる。一方、1MeV He$$^{+}$$やH$$^{+}$$の場合、電子的阻止能が大きいため、吸着層のみが除去されるにとどまったのであろう。講演では、本手法の原子炉材料表面のモニタリング・評価への適用について議論する。


Study on the sputter-cleaning processes of Ni by means of Kelvin probe

Luo, G.-N.*; 山口 憲司; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*

Surface Science, 505, p.14 - 24, 2002/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:78.34(Chemistry, Physical)



Application of surface-sensitive techniques to the study of hydrogen behavior in solids

Luo, G.*; 山口 憲司; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*

Physica Scripta, T94, p.21 - 27, 2001/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.54(Physics, Multidisciplinary)



核融合炉セラミック増殖材料の照射下物性測定; イオン照射に伴う仕事関数変化の測定

山脇 道夫*; Luo, G.*; 澁谷 憲悟*; 山口 憲司*; 林 君夫

東京大学工学部総合試験所年報, 59, p.105 - 110, 2000/12



Development of a new method for high temperature in-core characterization of solid surfaces

山脇 道夫*; 鈴木 敦士*; 横田 敏彦*; Luo, G.*; 山口 憲司*; 林 君夫

Proceedings of 1st Information Exchange Meeting on Basic Studies on High-Temperature Engineering, p.357 - 364, 1999/09



The Influence of gap geometry on impurity deposition and fuel accumulation in the castellated tungsten plasma-facing components exposed in EAST

Ding, F.*; 芦川 直子*; 福本 正勝; 片山 一成*; Mao, H.*; Ding, R.*; Xu, Q.*; Wu, J.*; Xie, C. Y.*; Luo, G.-N.*

no journal, , 

Castellated tungsten samples with different gap width and gap depth are exposed to the scrape-off-layer plasma with the material and plasma evaluation system (MAPES) to investigate effects of castellation configurations on impurity deposition and fuel retention. After the plasma exposure, composition and distribution of the impurity deposited on the inner surface of the gap are investigated. The composition and the distribution of the deposits have a strong dependence of the gap configuration. The amount of the deposits on the inner surface of the inverse trapezoid gap is small compared with that of the rectangular gap with the same top width. For all the samples, the amount of the deposits decreases with the gap width and depth.

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