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間宮 広明*; 寺田 典樹*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; Sepehri-Amin, H.*
Journal of Applied Physics, 138(14), p.143904_1 - 14390_10, 2025/10
被引用回数：1 パーセンタイル：47.59(Physics, Applied)Neutron diffractometry plays a pivotal role in fundamental magnetism research, especially in determining magnetic structures. However, its application in practical magnetics was historically sparse due to the simplicity of ferromagnetic materials in conventional devices. Recent increase in utilization of materials with complex magnetic structures has introduced new challenges that necessitate advanced neutron techniques in applied magnetics. This study investigates the applicability of neutron Bragg-edge spectroscopy for developing practical magnetic materials, substantiating its effectiveness through experimental validations and theoretical analysis. We discuss the principles of Bragg-edge spectroscopy for magnetic materials and highlight enhanced experimental throughput using multisample transmission spectroscopy. The study provides insights into the in situ visualization of magnetic state distribution using Bragg-edge imaging, both post-assembly and during operational use. These results indicate that neutron Bragg-edge spectroscopy can address emerging needs in applied magnetics, offering significant advancements in the field.
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 廣井 孝介; 篠原 武尚
IEEE Transactions on Magnetics, 59(11), p.6500505_1 - 6500505_5, 2023/11
Neutron transmission spectroscopy is a promising characterization method. In addition, polarized neutrons provide further information via the detailed analysis of magnetic scattering contributions. In this study, we have investigated the contributions of ferrite, cementite, and retained austenite in an ultra-fine grained high carbon steel using the polarized neutron transmission spectroscopy. The polarized neutron transmission spectrum of the sample is well explained by the combination of ferrite and cementite and the amount of austenite can be ignored. This indicates that the polarized neutrons are helpful to evaluation of the complicated microstructures in carbon steels.
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 廣井 孝介; 大久保 忠勝*; 篠原 武尚
Scientific Reports (Internet), 13, p.9184_1 - 9184_8, 2023/06
被引用回数：3 パーセンタイル：20.63(Multidisciplinary Sciences)We have developed a neutron imaging technique to visualize magnetization vector inside magnetic devices. The result confirms that the magnetization vector circulates in a ferrite ring core assembled on an inductor with a ferrimagnetic spin order during operation. This experimental technique allows operando imaging of magnetic states to evaluate advanced magnetic devices using complex magnetic components.
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 廣井 孝介; 宮武 孝之*; Gautam, R.*; Sepehri-Amin, H.*; 大久保 忠勝*
IEEE Magnetics Letters, 14, p.7100105_1 - 7100105_5, 2023/02
被引用回数：2 パーセンタイル：17.75(Engineering, Electrical & Electronic)In nanocrystalline soft magnets, microscopic magnetic states inside the materials important for macroscopic soft magnetic properties. Therefore, we measured small-angle neutron scattering of the nanocrystalline soft magnets. The results clearly indicate the magnetic scattering of the nano-crystallized samples, while the as-quenched sample shows only featureless scattering. This provides essential information for the relationship between the magnetic nanostructures and the macroscopic magnetic softness.
大場 洋次郎; 足立 望*; 戸高 義一*; Gilbert, E. P.*; 間宮 広明*
Physical Review Research (Internet), 2(3), p.033473_1 - 033473_6, 2020/11
Formation of nanosized spin misalignment was found in pure iron processed by high-pressure torsion straining. The small-angle neutron scattering profiles show that the spin misalignment remains in magnetic field up to 10 T, whereas the magnetization is almost saturated below 1 T based on the magnetic measurement. These results indicates that anomalous magnetic anisotropy is induced in pure iron via the high-pressure torsion straining.
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 及川 健一
四季, 39, P. 4, 2018/06
従来、スピン配列の測定には中性子回折法が用いられていたが、回折法では試料環境機器に広い散乱窓を要するため、超高圧や強磁場等の極限環境中での測定が難しいという課題があった。回折法の代わりに、磁気回折による中性子透過率の減少を観測できれば、スピン配列の情報が得られると考えられる。そこで、反強磁性体である酸化ニッケルの中性子透過率スペクトルを測定し、磁気回折による透過率の減少を観測することに成功した。中性子透過率スペクトルは中性子ビームと同軸上で測定できるため、試料環境機器の配置の自由度が向上し、超高圧・強磁場等の極限環境下におけるスピン配列の探索が加速することが期待される。また、中性子イメージングに応用することで、磁気デバイス内部のスピン配列を非破壊的に観察できるようになると期待される。
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 渡邉 騎通*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 及川 健一
Scientific Reports (Internet), 7(1), p.15516_1 - 15516_8, 2017/11
被引用回数：5 パーセンタイル：22.96(Multidisciplinary Sciences)結晶構造による中性子回折に由来する中性子透過率の減少であるブラッグディップとブラッグエッジが近年注目を集めているが、スピン配列による磁気回折に由来する磁気ブラッグディップと磁気ブラッグエッジを観測した報告はこれまでなかった。磁気ブラッグディップと磁気ブラッグエッジの観測ができると、スピン配列の解析に従来用いられてきた中性子回折法に比べ、試料環境機器の配置の自由度が格段に向上し、様々な極限環境での実験ができるようになると期待される。そこで本研究では、スピン超格子による磁気ブラッグディップと磁気ブラッグエッジの観測を目的として、典型的なスピン超格子を持つ反強磁性体であるニッケル酸化物の中性子透過率スペクトル測定を行った。その結果、単結晶では磁気ブラッグディップ、多結晶では磁気ブラッグエッジを世界で初めて観測することに成功した。
electrons in Ce
In
(=Rh, Ir)藤森 伸一; 岡根 哲夫; 岡本 淳; 間宮 一敏; 村松 康司; 藤森 淳*; 播磨 尚朝*; 青木 大*; 池田 修悟*; 宍戸 寛明*; et al.
Physical Review B, 67(14), p.144507_1 - 144507_5, 2003/04
被引用回数：38 パーセンタイル：80.07(Materials Science, Multidisciplinary)層状Ce化合物であり、磁性と超伝導の競合を示すCeIn (=Rh, Ir)に対して、紫外線光源による角度分解光電子分光と、放射光による3
-4共鳴光電子分光を行った。実験の結果、両化合物においてCe 4電子はほとんど局在しており、両者の電子状態が似通っていることが明らかとなった。
佐々木 隆之*; 鴻上 貴之*; 雨宮 浩樹; 村上 裕晃; 天野 由記; 岩月 輝希; 水野 崇; 小林 大志*; 桐島 陽*
no journal, ,
地下水中のTh, Uおよび希土類元素(REEs)の濃度を熱力学的解析により評価するため、幌延深地層研究センター周辺に分布する地下水を対象に調査を行った。地下水は幌延深地層研究センターの研究坑道内、深度140mおよび250m坑道から掘削したボーリング孔より嫌気状態で直接採水した。コロイドの分布については、原位置において0.2
mおよび10kDaの限外ろ過膜によるろ過により評価した。また、ろ過した地下水との比較のため、ろ過していない地下水も採取した。地下水の分析および熱力学解析の結果、ThおよびUについては溶解度がそれぞれThO
(cr)およびUO(cr)に支配されていることがわかった。一方、REEsについては濃度が低く、また、軽REEsにおいてコロイドの影響が顕著であった。リン酸塩鉱物を溶解度制限固相として溶解度を算出した結果、分析結果が海水とリン酸塩鉱物間のREEの固液平衡によって説明可能であることがわかった。
大場 洋次郎; 足立 望*; 戸高 義一*; 間宮 広明*
no journal, ,
HPT(high-pressure torsion)加工は、試料の力学特性と磁気特性に影響を与えることから、構造材料研究および磁性材料研究において注目されている。そこで、HPT加工によって形成されるミクロ組織と磁気構造の特徴を調べるため、中性子小角散乱法を用いてHPT加工した純鉄の解析を行った。測定の結果、HPT加工によって純鉄中にナノサイズの磁気構造が形成されることを見出した。この磁気ナノ構造は、純鉄中で磁気異方性エネルギーが局所的に変化していることに起因しており、ナノサイズで電子状態の変化が生じていることを示唆している。これは、HPT加工した純鉄で観測された潤滑油膜の吸着挙動の変化と関連している可能性がある。また、磁気異方性は磁性材料にとって重要な値であることから、新たな磁性材料開発に応用できる可能性がある。
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 渡邉 騎通*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 及川 健一
no journal, ,
現在、スピン配列がもたらす機能性を利用した新しいメモリや磁気冷凍デバイス等が提案されたことによって、新たなスピン配列やその機能性の探索が重要度を増して来ている。従来、スピン配列の解析には主に中性子回折法が利用されてきた。しかしながら、中性子回折法で効率よく測定を行うためには、試料の周囲に広い散乱窓を設ける必要があり、試料環境機器を設置し難いという問題があった。そこで本研究では、回折によって生じる中性子透過率の減少である「磁気ブラッグエッジ・磁気ブラッグディップ」を測定し、スピン配列を解析する手法を考案した。これを実証するため、典型的な反強磁性体であるニッケル酸化物の中性子透過率スペクトルを測定し、多結晶では磁気ブラッグエッジ、単結晶では磁気ブラッグディップを観測することに成功した。
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 渡邉 騎通*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 及川 健一
no journal, ,
従来、磁気秩序の構造解析には中性子回折法が利用されてきた。しかし、回折法では広い散乱窓を確保する必要があり、試料環境機器の配置が難しいため、超高圧・強磁場・低温などの多重極限環境下での測定には制約があった。磁気回折の代わりに、磁気回折による中性子透過率の減少を観測し、これを解析できれば、中性子透過率測定に要する中性子窓は入射方向と透過方向の2ヶ所だけであるため、実験の自由度が格段に向上すると期待される。そこで、これを実証するために、典型的な反強磁性体NiOの中性子透過率測定を行った。その結果、磁気回折によって、中性子透過率が、単結晶ではディップ状(磁気ブラッグディップ)、粉末試料ではエッジ状(磁気ブラッグエッジ)に減少することを見出した。この磁気ブラッグディップ・磁気ブラッグエッジ測定法は、今後、磁気秩序が生み出す新機能の探索範囲の拡大に寄与することが見込まれる。
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 渡邉 騎通*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 及川 健一
no journal, ,
従来、スピン配列の解析には中性子回折法が利用されてきたが、中性子回折法ではできるだけ広い散乱角領域の測定が求められるため、試料環境機器の配置に制約が生じる原因となっていた。これを解決するため、我々は中性子透過率スペクトルに着目した。中性子透過率は、磁気回折による減少成分を含むため、回折成分と同様にスピン配列の情報を含む。中性子透過率は、散乱検出器を用いず透過率モニタのみで測定できるため、試料環境機器の配置が容易になると考えられる。そこで本研究では、酸化ニッケルの中性子透過率の測定を行った。その結果、磁気回折による中性子透過率の減少を観測することに成功した。
間宮 広明*; 大場 洋次郎; 寺田 典樹*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 及川 健一
no journal, ,
磁性研究の進展により、高圧下などの極限環境における磁気構造解析のニーズが高まっている。これまで磁気構造解析には主に中性子回折法が用いられてきたが、回折法とネガ/ポジの関係にある中性子透過率スペクトル測定も利用可能であり、特に、極限環境における磁気構造解析に有効であると考えられる。そこで、典型的な反強磁性体である酸化ニッケルの中性子透過率スペクトル測定を行い、その利点を検討した。
萩谷 裕之; 奥 隆之; 吉良 弘; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 武田 全康; 加倉井 和久; 横山 淳*; 西原 美一*; 大場 洋次郎*; et al.
no journal, ,
垂直磁気記録膜は、現在、コンピュータの主記録媒体として使われているが、さらなる高密度化に向けた研究開発が進められている。高密度化を目指すうえで、媒体ノイズが高密度化の妨げになっている。ノイズの原因には、粒間の交換結合によって形成した磁気クラスターによる影響が報告されている。しかし、このクラスターサイズを定量的に評価できないため、クラスターサイズと媒体ノイズの相関関係が明らかになっていない。そこで、本研究では垂直磁気記録膜内のクラスターサイズの定量的な評価を目的に、CoPtCr-SiOとTbFeCoの2種類の垂直磁気記録膜試料について中性子小角実験を行った。その結果、CoPtCr-SiOでは、核及び磁気散乱データの解析結果より粒中心間距離がd
51nmであるのに対して、50200nmのスケールの磁気秩序が形成されていることが示唆された。一方、TbFeCoでは有意な中性子小角散乱は観測されなかった。また、同試料について、粒間の磁気的相互作用の強さを評価することを目的として、現在、磁化測定を進めている。学会では、実験結果について報告するとともに、粒間の磁気的相互作用の強さとクラスターサイズとの相関について議論する。
萩谷 裕之; 奥 隆之; 吉良 弘; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 加倉井 和久; 横山 淳*; 西原 美一*; 間宮 広明*; 大場 洋次郎*; et al.
no journal, ,
垂直磁気記録媒体の高密度化を目指すうえで、磁気記録ノイズの低減が課題である。磁気クラスターによる転移性ノイズの影響が既に報告されているが、このクラスターサイズを定量的に評価できないため、クラスターサイズと媒体ノイズの相関関係が明らかになっていない。そこで、これまでにわれわれは垂直磁気記録膜内のクラスターサイズの定量的な評価を目的に、CoPtCr-SiO垂直磁気記録膜試料について中性子小角実験を行った。その結果、観測した試料の磁気クラスターサイズは5002000
の大きさであることが示唆された。今回、われわれは同試料について、磁気力顕微鏡観察及び磁場磁化測定を行った。磁気力顕微鏡観察の結果、中性子小角散乱で観測されたクラスターサイズとほぼ等しいサイズの磁気クラスターが観測された。また、粒間の磁気的相互作用の強さを評価するために磁場磁化データを、
M法を用いて解析した。その結果、M値は磁場5kOe付近を中心とするブロードな負のピークを示した。学会では、中性子小角散乱実験や磁化測定の結果について報告するとともに、粒間の磁気的相互作用の強さとクラスターサイズとの相関について議論する予定である。
村上 裕晃; 天野 由記; 雨宮 浩樹; 佐々木 祥人; 岩月 輝希; 吉川 英樹
no journal, ,
地下深部が化学的及び生物化学的なプロセスにより還元環境に維持されている事例は多くの既往研究において示されている。他方、高レベル放射性廃棄物の地層処分において、処分場の閉鎖時に地表に保管して酸化したズリとベントナイトを混合した埋め戻し材を使用する場合は、酸化的な環境が形成されることが予想される。本研究では、酸化したズリを含んだ埋め戻し材がどのようなプロセスで還元環境へと回復していくのかを把握するため、特に生物化学的なプロセスに着目したボーリング孔規模での埋め戻し試験を実施した。その結果、埋め戻し材中の微生物数は、埋め戻し前の乾燥状態の試料よりも埋め戻し後に回収した試料の方が12桁オーダーで増加しており、微生物を介した反応が還元環境を形成する役割を担っている可能性が示唆された。しかし、微生物のDNA解析の結果から、本試験の期間(141日間)内では、酸化された埋戻し材は埋め戻し前のボーリング孔のような還元環境まで回復していないと推察される。今後は継時的な埋め戻し材の酸化還元環境の変化とそのプロセスの把握及び手法の開発を行っていく。
佐々木 祥人; 浅野 貴博*; 伊勢 孝太郎; 佐藤 智文; 村上 裕晃; 雨宮 浩樹; 天野 由記; 岩月 輝希; 吉川 英樹
no journal, ,
これまでにさまざまな地域で深部地下の微生物についての研究が進められ、微生物相や微生物活動に関する情報が蓄積されつつある。微生物は、地下水水中の化学状態に影響するひとつの因子である。岩石表面は地下水中に比べ、鉱物や有機物が多く存在しており微生物反応の場としては好適環境であると考えられる。しかしながら、これまでの多くの研究は帯水相における水中の微生物相に関する報告であり、亀裂表面における付着微生物に関する報告は少ない。われわれは岩石表面と地下水中の微生物相を調べ、堆積岩表面に付着する微生物と浮遊している微生物相の違いを明らかにした。
桐島 陽*; 久野 温*; 雨宮 浩樹; 村上 裕晃; 天野 由記; 岩月 輝希; 水野 崇; 窪田 卓見*; 佐々木 隆之*; 佐藤 修彰*
no journal, ,
幌延URLにて採取した深部地下水に希土類元素(REE)を添加した。これを各種のフィルターで分画し、各フラクションを分析することで地下水中に含まれる懸濁物等とREEがどのように相互作用するかを検討した。
鴻上 貴之*; 佐々木 隆之*; 雨宮 浩樹; 村上 裕晃; 天野 由記; 岩月 輝希; 水野 崇; 窪田 卓見*; 桐島 陽*
no journal, ,
高塩分濃度の地下水中の極微量元素であるU, Th及び希土類元素の定量法としてICP-MS分析フローを開発した。同法を幌延URLで採水した地下水に適用し、同元素濃度を測定した。
