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論文

Magnetic patterning of FeRh thin films by energetic light ion microbeam irradiation

小出 哲也*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕; 大河内 拓雄*; 小嗣 真人*; 木下 豊彦*; 中村 哲也*; 岩瀬 彰宏*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FC06_1 - 05FC06_4, 2014/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:43.85(Physics, Applied)

MeVエネルギー領域の荷電粒子ビーム照射による金属表面の改質に関する研究を行っている。これまでに、イオンビーム照射によりFeRh合金の磁性を反強磁性状態から強磁性状態に構造変化なく変化できることを見いだした。今回、TIARAの軽イオンマイクロビームを用いたFeRh合金薄膜上へのミクロンサイズの磁性パターン作製を試みた。まず、エネルギー2MeVのプロトンマイクロビームにより膜厚30nmのFeRh合金薄膜に様々なパターンの描画を行い、その後、SPring8における放射光を用いた光電子顕微鏡観察によって磁気ドメイン構造の観察を行った。その結果、ドットや直線,文字などのマイクロメートルサイズの強磁性パターンを試料表面に描画することに成功した。また、照射量により磁化の大きさを制御することに成功し、イオンマイクロビームが、局所的な磁性状態制御に有用な手段であることを示した。

論文

MFM observation of micrometer-sized magnetic patterns produced by heavy ion microbeam irradiation in FeRh films

愛甲 一馬*; 唐木 淳志*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*; 佐藤 隆博; 高野 勝昌*; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 133, 2013/01

As the irradiation effect appears only within irradiated regions, we have used ion micro-beam irradiation to produce micrometer-sized and two-dimensional magnetic patterns on the surface of FeRh thin films. The thin films nearly show the anti-ferromagnetic state at room temperature. To realize the lateral magnetic modification on the sample surface, the micro-beam irradiation was performed by using 3-MeV tandem accelerator at the TIARA. The focused 10 MeV iodine ion micro-beam, which had a rectangular shape of 2$$mu$$m $$times$$ 4$$mu$$m, was scanned on the FeRh thin film surface. After irradiation, the surface roughness and the magnetic state were observed by means of atomic force microscopy (AFM) and magnetic force microscopy (MFM), respectively. The AFM images show that the ion micro-beam does not create any topographic modification at the FeRh surface, while an array with 2$$mu$$m $$times$$ 4$$mu$$m bright rectangles at designated regular intervals is seen in the MFM image. The ion micro-beam is a useful tool for the fabrication of two-dimensional and micrometer-sized magnetic patterns on FeRh samples.

報告書

超深地層研究所計画の工学技術へのACROSSの応用に関する検討; 最終報告書

長谷川 健; 國友 孝洋; 橋詰 茂; 堀内 泰治; 松井 裕哉

JAEA-Evaluation 2012-001, 117 Pages, 2012/07

JAEA-Evaluation-2012-001.pdf:15.47MB

陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトの一環として研究開発されたアクロスは地震研究をその目的としていたが、そこで培われた技術(信号の送受信技術並びにデータの解析技術)は非常に汎用性に富むものであり、超深地層研究所計画における工学技術の一環として、「研究坑道周辺の地質環境の時間的変化の把握」や「コンクリートライニングの健全性の評価」に利用可能かどうかについて2007年度から3年間を目途に検討を進めた。その結果、研究坑道周辺の地質環境の時間的変化を把握するための技術としてのアクロスの適用性を検討するためには、さらに2年程度の観測データの蓄積が必要であることが明らかになった。本最終報告書では、弾性波アクロスについては2011年12月末まで、電磁アクロスについては2011年9月中旬までの観測で得られたデータに基づき、研究坑道周辺の地質環境の時間的変化を把握するための技術としてのアクロスの適用性について検討した。その結果、弾性波アクロスは研究坑道周辺の地質環境の時間的変化を把握するための技術として利用できる可能性が高いが、電磁アクロスについては利用可能性が低いとの結論を得た。

論文

MFM and PEEM observation of micrometre-sized magnetic dot arrays fabricated by ion-microbeam irradiation in FeRh thin films

愛甲 一馬*; 唐木 淳志*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*; 佐藤 隆博; 高野 勝昌*; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕; 大河内 拓雄*; et al.

Journal of Synchrotron Radiation, 19(2), p.223 - 226, 2012/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:35.76(Instruments & Instrumentation)

FeRh thin films were irradiated with 10 MeV iodine ion microbeam to produce the lateral magnetic modification in micron-meter scale. Two-dimensional magnetic dot arrays with the dimension of approximately 2$$times$$4 $$mu$$m$$^2$$ as well as 10$$times$$10 $$mu$$m$$^2$$ were successfully produced on the FeRh surface, which was observed by magnetic force microscopy. The results of the photoelectron emission microscopy combined with X-ray magnetic circular dichroism reveal that the easy axis of the magnetization of the ion beam irradiated ferromagnetism in the FeRh thin films lies in the film planes along the $$<$$001$$>$$ direction of the MgO substrates.

報告書

超深地層研究所計画の工学技術へのACROSSの応用に関する検討; 2009年度年報

長谷川 健; 國友 孝洋; 中島 崇裕*; 浅井 秀明*; 弥富 洋介; 松井 裕哉

JAEA-Evaluation 2011-001, 150 Pages, 2011/06

JAEA-Evaluation-2011-001.pdf:28.92MB

陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトの一環として研究開発されたアクロス(ACROSS: Accurately Controlled Routinely Operated Signal Systemの頭文字をとったもの)は地震研究をその目的としていたが、そこで培われた技術(信号の送受信技術並びにデータの解析技術)は非常に汎用性に富むものであり、超深地層研究所計画における工学技術の一環として、坑道掘削による坑道周辺の地質環境の時間的変化や研究坑道の健全性の監視技術として利用可能かどうかについて2007年度から3年間を目途に検討を進めることとした。3年間の内訳は1年目がアクロス観測網の整備、2年目がデータの収集、3年目がデータの解析及び適用性の評価となっている。本報告書では、2007及び2008年度設置した観測機器で得られた2008年度及び2009年度分のデータの処理・解析結果と、継続して実施しているアクロスの基盤的研究の成果、並びに3年間の研究で得られた成果と現時点でのアクロス技術の適用性評価結果について述べる。

論文

Micrometer-sized magnetic patterning of FeRh films using an energetic ion microbeam

藤田 直樹*; 松井 利之*; 小杉 晋也*; 佐藤 隆博; 齋藤 勇一; 高野 勝昌; 江夏 昌志; 神谷 富裕; 関 修平*; 岩瀬 彰宏*

Japanese Journal of Applied Physics, 49(6), p.060211_1 - 060211_3, 2010/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:46.09(Physics, Applied)

FeRh thin films were irradiated with a focused 10 MeV I 2 $$times$$ 2 $$mu$$m$$^{2}$$ ion microbeam at intervals of several $$mu$$m. After the irradiations, the magnetic state at the surface was observed by a magnetic force microscopy (MFM). The micrometer-sized regions which were irradiated with the microbeam show ferromagnetic, and the unirradiated regions remain antiferromagnetic. The present result indicates that the energetic ion microbeam can be used as a tool to produce the micrometer-sized modulation of lateral magnetic state of FeRh films.

報告書

超深地層研究所計画の工学技術へのACROSSの応用に関する検討; 2008年度年報

長谷川 健; 國友 孝洋; 中島 崇裕; 浅井 秀明; 弥富 洋介; 松井 裕哉

JAEA-Evaluation 2009-006, 120 Pages, 2010/01

JAEA-Evaluation-2009-006.pdf:32.94MB

陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトの一環として研究開発されたアクロス(ACROSS: Accurately Controlled Routinely Operated Signal Systemの頭文字をとったもの)は地震研究をその目的としていたが、そこで培われた技術(信号の送受信技術並びにデータの解析技術)は非常に汎用性に富むものであることから、坑道掘削による坑道周辺の地質環境の時間的変化や研究坑道の健全性の監視技術として利用可能かどうかについて2007年度から3年間を目途に検討を進めることとした。3年間の内訳は1年目がアクロス観測網の整備、2年目がデータの収集、3年目がデータの解析及び適用性の評価となっている。本報告書では、2007年度に設置した観測機器で得られたデータの概要並びに継続して実施しているアクロスの基盤的研究の成果について述べる。

論文

Radiation-induced chemical evolution of biomolecules

中川 和道*; 松井 貴宏*; 泉 雄大*; 安居院 あかね; 田中 真人*; 室 隆桂之*

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1198 - 1201, 2009/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:26.15(Chemistry, Physical)

われわれはグリシン(Gly)に146nmの紫外線を照射して起こる化学進化を調べた。Gly2からGly3さらにGly4へと多段反応が進むが、Gly3への進化はGly4の進化よりも小さいことがわかった。また、セリンとアラニンについてO1s吸収両域において自然二色性測定を行った。1s$$rightarrow$$$$pi$$$$^{*}$$遷移はE1M1遷移で説明できることがわかった。

報告書

超深地層研究所計画の工学技術へのACROSSの応用に関する検討; 2007年度年報

長谷川 健; 國友 孝洋; 中島 崇裕; 熊澤 峰夫*; 黒田 英高*; 弥富 洋介; 浅井 秀明; 松井 裕哉

JAEA-Evaluation 2008-002, 60 Pages, 2009/03

JAEA-Evaluation-2008-002.pdf:4.92MB

陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトの一環として研究開発されたアクロス(ACROSS: Accurately Controlled Routinely Operated Signal Systemの頭文字をとったもの)は地震研究をその目的としていたが、そこで培われた技術(信号の送受信技術並びにデータの解析技術)は非常に汎用性に富むものであり、超深地層研究所計画における工学技術の一環として、坑道掘削による坑道周辺の地質環境の時間的変化や研究坑道の健全性の監視技術として利用可能かどうかについて2007年度から3年間を目途に検討を進めることとした。3年間の内訳は、1年目がアクロス観測網の整備,2年目がデータの収集,3年目がデータの解析及び適用性の評価となっている。本報告書では、1年目の成果であるACROSS観測網の整備並びにアクロスの基盤的研究の成果について述べる。

報告書

平成16年度幌延技術検討会議報告; 第1回$$sim$$第4回(業務報告)

白戸 伸明*; 松井 裕哉; 森岡 宏之; 畑中 耕一郎; 竹内 竜史; 畠山 信也; 大原 英史; 中島 崇裕; 國友 孝洋

JNC TN5440 2005-001, 412 Pages, 2005/06

JNC-TN5440-2005-001.pdf:20.87MB

地層処分技術に関する研究開発にかかわる事業所間の連携強化を目的として、平成16年度は全4回の幌延技術検討会議を行った。第1回は幌延地下施設実施設計などについて行った。第2回は幌延の地質、水理、地球化学および安全評価手法の検討などについて行った。第3回は地下施設設計における通気網解析について行った。第4回はACROSSを用いた遠隔監視システムについて行った。この報告は、上記会議の内容についてまとめたものである。

論文

Chemical evolution of amino acid induced by soft X-ray with synchrotron radiation

金子 房恵*; 田中 真人*; 成田 悟*; 北田 朋*; 松井 貴弘*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.291 - 294, 2005/06

 被引用回数:18 パーセンタイル:65.08(Spectroscopy)

宇宙空間など固相アミノ酸に紫外線や軟X線が照射された場合アミノ酸がたんぱく質へと化学進化するかどうか調べるためグリシン及びフェニルアラニン薄膜に軟X線を照射した。軟X線照射によりグリシン二量体,フェニルアラニン二量体が生成することがわかった。また、グリシン薄膜に860eVの軟X線を照射した場合でも同様に二量体が生成された。

論文

Evaluation of critial current performance of 13 T-46 kA steel-jacketed Nb$$_{3}$$Al conductor

小泉 徳潔; 東 克典*; 土屋 佳則; 松井 邦浩; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 西島 元; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就; 礒野 高明; et al.

Fusion Engineering and Design, 58-59, p.1 - 5, 2001/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:20.38(Nuclear Science & Technology)

13T-46kAステンレスコンジット導体Nb$$_{3}$$Alを開発し、その臨界電流性能を評価した。Nb$$_{3}$$Alは強度が高いために、ステンレスコンジットを使用しても、そこにかかる歪は0.4%以下と評価できる。これによる臨界電流の劣化度は10%と小さい。実験では、サンプル製作の都合上、Nb$$_{3}$$Alに熱歪がかからなかった。本サンプルの臨界電流値には劣化がなく、実際のコイルの導体でも、この測定値より10%程度低い臨界電流値となる。よって、臨界電流値は100kAと予想され、十分な裕度がある。

論文

First test results for the ITER central solenoid model coil

加藤 崇; 辻 博史; 安藤 俊就; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 河野 勝己; 押切 雅幸*; et al.

Fusion Engineering and Design, 56-57, p.59 - 70, 2001/10

 被引用回数:17 パーセンタイル:76.5(Nuclear Science & Technology)

ITER中心ソレノイド・モデル・コイルは、1992年より設計・製作を開始し、1999年に完成した。2000年2月末に原研に建設されたコイル試験装置への据え付けが終了し、3月より第1回のコイル実験が開始され、8月末に終了した。本実験により、コイルの定格性能である磁場13Tを達成したとともに、コイルに課せられた設計性能が十分に満足されていることを実証することができた。本論文は、上記実験結果につき、直流通電、急速励磁通電、1万回サイクル試験結果としてまとめる。また、性能評価として、分流開始温度特性、安定性特性、クエンチ特性についても言及する。

論文

Progress of the ITER central solenoid model coil programme

辻 博史; 奥野 清*; Thome, R.*; Salpietro, E.*; Egorov, S. A.*; Martovetsky, N.*; Ricci, M.*; Zanino, R.*; Zahn, G.*; Martinez, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 41(5), p.645 - 651, 2001/05

 被引用回数:55 パーセンタイル:84.47(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERを構成する3群の超伝導コイルでは、中心ソレノイド・コイルが最も高い磁場13Tを0.4T/s以上の速度で急速励起するパルス動作が要求される点で、最も技術的難度の高いコイルである。そこで中心ソレノイド・コイル工学設計の妥当性を確認し、併せてコイルの製作技術を開発する目的で、中心ソレノイド・モデル・コイルの開発が進められてきた。約8年をかけて完成したモデル・コイルの実験がこの程、国際共同作業として原研で実施され、技術開発目標をすべて満足する実験成果と貴重な技術データが得られた。

論文

ITERモデル・コイルの実験結果(速報); 13T-640MJ・Nb$$_{3}$$S$$_{n}$$パルス・コイル

高橋 良和; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 杉本 誠; 礒野 高明; 押切 雅幸*; 河野 勝己; 小泉 徳潔; et al.

低温工学, 35(7), p.357 - 362, 2000/07

ITER計画において開発された中心ソレノイド(CS)モデルコイルの実験が行われているので、その結果のみ速報として報告する。直流定格通電試験においては、クエンチすることなく、定格電流値46kAまで、通電することができた。その時の発生磁場は13T、蓄積エネルギーは640MJである。また、遮断試験において、最大電圧4.8kVが発生する実験を行い、コイルの健全性を研究した。また、JT-60電源を用いたパルス実験を行い、0.5T/sの通電を行った。これらの実験によるコイルの超電導特性について、報告する。

論文

Development of 46-kA Nb$$_{3}$$Sn conductor joint for ITER model coils

高橋 良和; 布谷 嘉彦; 西島 元; 小泉 徳潔; 松井 邦浩; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 礒野 高明; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 10(1), p.580 - 583, 2000/03

 被引用回数:20 パーセンタイル:70.09(Engineering, Electrical & Electronic)

超伝導コイル開発において、導体ジョイントは、最も重要な技術の一つである。46-kA Nb$$_{3}$$Sn導体を拡散接合により接続する技術を開発した。このサンプルを製作し、性能評価試験を行った。その結果、非常に秀れた性能を有することが確認された。この技術は、ITERモデル・コイルに用いられ15か所のジョイントがすでに製作された。これらの性能評価試験結果を中心に報告する。

口頭

軟X線領域におけるアミノ酸自然円二色性スペクトルの測定

泉 雄大*; 北田 朋*; 蒲原 真澄*; 金子 房恵*; 松井 貴弘*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*

no journal, , 

これまでにSPring-8 BL23SUにおいて生体アミノ酸の軟X線領域での自然円二色性スペクトルの測定に成功している。この実験をもとにBL25SUでの実験を開始した。測定方法の改善の戦略及びメカニズム解明の展望にして報告する。

口頭

重イオンマイクロビーム照射による鉄ロジウム薄膜中の微小磁性アレイの作製

岩瀬 彰宏*; 松井 利之*; 唐木 淳志*; 愛甲 一馬*; 佐藤 隆博; 高野 勝昌*; 江夏 昌志; 齋藤 勇一; 神谷 富裕

no journal, , 

Fe-Rhは、室温、あるいはそれ以下の低温で元来反強磁性を示す金属間化合物であるが、高エネルギーイオン照射により、低温での磁性が反強磁性から強磁性に変化することが、最近のわれわれの研究により明らかになってきた。本実験は、その結果を利用して、TIARAイオンマイクロビーム照射により、Fe-Rh表面に微小磁性アレイを作製することを目的として実施した。実験では、TIARAタンデム加速器からの2$$mu$$m$$times$$4$$mu$$m、及び10$$mu$$m$$times$$10$$mu$$mの形状のヨウ素イオンのマイクロビームを用い、Fe-Rh試料に幾つかの描画パターンで照射した。照射による試料表面での構造変化を原子間力顕微鏡(AFM)、磁性変化を磁気力顕微鏡(MFM)で観測した結果、AFM像では、照射領域の構造変化は観測されないが、MFM像では、描画パターンに即した強磁性微小領域が観測された。本実験結果から、イオンマイクロビーム照射を用いることにより、Fe-Rh薄膜中に、マイクロメートルスケールの微小磁気アレイの作製が可能であることがわかった。また、マイクロビーム照射量を制御することにより、磁化値の異なった微小磁化領域をマイクロビームで作製することが可能であることがわかった。

口頭

分子動力学計算によるスメクタイト外表面でのカチオン-水移行挙動解析

松井 直樹*; 大窪 貴洋*; 舘 幸男; 杉浦 佑樹; 四辻 健治*

no journal, , 

地層処分環境において$$^{137}$$Cs等の放射性核種は緩衝材中のスメクタイトの層間および粒子間の空隙を拡散により移行すると考えられるが、スメクタイトの層表面に近い領域では電気二重層の影響のためその移行を実験的に解析することは困難である。本研究では、分子動力学計算を用いてスメクタイトの粒子間空隙におけるCsと水の移行挙動の解析を行った。スメクタイトの組成をパラメータとして計算した結果、四面体シートのAl置換量が最もCsの滞留時間に影響を与えており、置換量が増加すると滞留時間が増加した。また、滞留時間の長さに基づいてCsをCs$$^{long}$$とCs$$^{short}$$に分類して水の配位構造を解析したところ、Cs$$^{long}$$はCs$$^{short}$$よりも配位数が少なかった。このことから、Cs$$^{long}$$はスメクタイトの層表面において内圏型錯体として存在していると考えられた。

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