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論文

Magnetic and electronic properties of URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed by comparison with nonmagnetic references ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$

江見 直哉*; 濱端 良輔*; 中山 大将*; 三木 俊宙*; 小山 岳秀*; 上田 光一*; 水戸 毅*; 小堀 洋*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(6), p.063702_1 - 063702_4, 2015/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:31.29(Physics, Multidisciplinary)

NMR/NQR measurements have been carried out on ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ which are the nonmagnetic references of the heavy fermion URu$$_2$$Si$$_2$$. Ru-NQR measurements suggest the relatively close electronic configuration between ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and URu$$_2$$Si$$_2$$ at high temperature. However, significant delocalization was observed in URu$$_2$$Si$$_2$$ at low temperatures. Si-NMR experiments on URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed Ising-like spin fluctuations in the hidden-order state.

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

J-PARCリニアック972MHz高周波デジタルフィードバック制御システム

小林 鉄也; 道園 真一郎*; Fang, Z.*; 松本 利広*; 鈴木 浩幸; 山口 誠哉*; 岡田 喜仁*

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1068 - 1070, 2010/03

J-PARCリニアックでは972MHzのRFシステムによる400MeVエネルギーへの増強計画が進められている。その加速電界の安定性は振幅,位相それぞれ$$pm$$1%, $$pm$$1度以内が要求されている。デジタルFBの基本コンセプトは現在の324MHzのシステムと同じでコンパクトPCI筐体を用いる。大きな違いは、RF信号/クロック信号発生器(RF&CLKボード),ミキサー及びIQ変調器(IQ&Mixerボード)、そしてデジタル制御のアルゴリズムである。現在の324MHzの空洞に比べ、高い周波数により減衰時間が速くなるため、チョップドビーム負荷補償が大きな開発要素の一つである。この報告では972MHzデジタルフィードバックシステムの特徴や性能について、模擬空洞を用いた評価結果をまとめた。

論文

Digital feedback control for 972 MHz RF system of J-PARC linac

道園 真一郎*; Fang, Z.*; 松本 利広*; 山口 誠哉*; 小林 鉄也; 岡田 喜仁*

Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.2201 - 2203, 2009/05

J-PARCリニアックでは972MHzのRFシステムによる400MeVエネルギーへの増強の計画が進められている。その加速電界の安定性は振幅,位相それぞれ$$pm$$1%, $$pm$$1度以内が要求されている。デジタルLLRFの基本コンセプトは現在の324MHzのシステムと同じでコンパクトPCI筐体を用いる。大きな違いは、RF信号/クロック信号発生器(RF&CLKボード),ミキサー及びIQ変調器(IQ&mixerボード)、そしてデジタル制御のアルゴリズムである。現在の324MHzの空洞に比べ、高い周波数により減衰時間が速くなるため、チョップドビーム負荷補償が大きな開発要素の一つである。この報告では972MHzデジタルフィードバックシステムの特徴や性能について、模擬空洞を用いた評価結果をまとめた。

論文

X-ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism in codeposited C$$_{60}$$-Co films with giant tunnel magnetoresistance

松本 吉弘; 境 誠司; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 三谷 誠司*; 楢本 洋*; 前田 佳均

Chemical Physics Letters, 470(4-6), p.244 - 248, 2009/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:42.03(Chemistry, Physical)

X線吸収分光(XAS)、及び磁気円偏光二色性(MCD)分光により巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すC$$_{60}$$-Co薄膜の電子・スピン状態解析を行った。結果として薄膜中のC$$_{60}$$-Co化合物中に局在するスピン偏極状態(C$$_{60}$$分子の$$pi$$軌道とCo原子の3d軌道間の混成由来)の存在を明らかにした。また同局在スピンの温度に対する磁化方向の変化と、C$$_{60}$$-Co薄膜で観測された温度による磁気抵抗比の大きさの変化が良い一致を示した。これはC$$_{60}$$-Co化合物のスピン偏極状態がTMR効果発現に寄与していることを明確に示す結果である。

論文

デジタル低電力高周波系の開発

道園 真一郎*; 穴見 昌三*; 片桐 広明*; Fang, Z.*; 松本 利広*; 三浦 孝子*; 矢野 喜治*; 山口 誠哉*; 小林 鉄也

加速器, 5(2), p.127 - 136, 2008/07

低電力高周波(LLRF)制御をデジタルで処理する最大の利点の1つとして、その柔軟性があげられる。ここ10年くらいで加速器のLLRFシステムにデジタル処理系が加わってきたのは、携帯電話等のデジタル通信,医療系やコンピュータ用の高速処理技術の急速な発展の恩恵を受けているものである。J-PARCリニアックのLLRFシステムではcPCIクレートとFPGAによるデジタルフィードバックシステムを採用し、その運転に成功した。その成果をもとにSTF(ILC建設に向けたKEKの試験加速器施設)におけるLLRFの開発を進めている。本解説では、これまで著者が開発に携わったJ-PARCリニアック及びSTFのデジタルLLRF系を紹介し、今後のデジタル系が適用される将来計画(ILCやERL)についても述べる。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

The Electronic structures of fullerene/transition-metal hybrid material

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 平尾 法恵*; 馬場 祐治; 島田 敏宏*; 菅井 勇; 高梨 弘毅; 前田 佳均

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1081 (Internet), 6 Pages, 2008/03

近年、C$$_{60}$$-Co化合物中にCoナノ粒子が分散したC$$_{60}$$/Co混合材料において、非常に大きな磁気抵抗効果(MR=80%)が発現することを確認した。このような巨大な磁気抵抗効果の発現は、Coナノ粒子間のトンネル伝導のみでは十分に説明することができず、C$$_{60}$$-Co化合物やその界面が物性発現に大きく関与しているのではないかと推測される。以上の点から、本研究ではC$$_{60}$$/Co混合分子の電子状態を得ることを目的とした。結果として、純粋なC$$_{60}$$とは異なる吸収スペクトルがC$$_{60}$$Co混合分子において得られた。特に、$$pi$$$$^*$$(LUMO)$$leftarrow$$C1s励起では顕著な強度の減衰が観測された。また、光電子スペクトルからはC1sピークがわずかに低結合エネルギー側にシフトしていることも観測された。これらの結果は、Coの3d電子がC$$_{60}$$$$pi$$$$^*$$軌道へ遷移することで、C$$_{60}$$-Co化合物に新たな電子状態が形成されたことを意味する。実際に、フェルミ準位近傍に混成軌道形成に対応する状態が観測されていることも、前述の結果と矛盾しない。

論文

Magnetohydrodynamic stability of improved confinement plasmas in JT-60U

竹治 智; 諫山 明彦; 小関 隆久; 徳田 伸二; 石井 康友; 及川 聡洋; 石田 真一; 鎌田 裕; 閨谷 譲; 芳野 隆治; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.278 - 297, 2002/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:90.91(Nuclear Science & Technology)

トカマクプラズマの高圧力定常運転の実現への寄与を念頭に、高ポロイダルベータモード,負磁気シアモード等JT-60Uにおける閉じ込め改善トカマク放電における磁気流体力学的(MHD)安定性の研究成果を総括した。閉じ込め改善プラズマを特徴付ける周辺部及び内部輸送障壁は、それらが形成する大きな圧力勾配とそれに伴うブートストラップ電流により、局所的あるいは広域的MHD安定性に重要な影響を及ぼす。まず、閉じ込め改善放電の広域的安定性限界は、低n(トロイダルモード数)キンクモードで規定され、プラズマ圧力分布の尖鋭度の低減,プラズマ形状の高三角度化及び導体壁の近接により安定性限界を改善できる。局所的安定性では、周辺部輸送障壁にかかわる周辺部局在モード(ELM),内部輸送障壁にかかわる内部輸送障壁局在モード(BLM),抵抗性交換型モードについてその発生機構等を明らかにした。さらに、高圧力プラズマの長時間維持において問題となる、新古典テアリングモード(NTM),抵抗性導体壁モード(RWM)のMHD特性とその安定化について議論した。

論文

Resistive instabilities in reversed shear discharges and wall stabilization on JT-60

竹治 智; 徳田 伸二; 藤田 隆明; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; 井手 俊介; 石井 康友; 鎌田 裕; 小出 芳彦; 松本 太郎; et al.

Nuclear Fusion, 42(1), p.5 - 13, 2002/01

 被引用回数:63 パーセンタイル:9.82(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60の負磁気シアプラズマにおける抵抗性MHD不安定性,理想低nキンクモードの壁安定化効果を調べた。規格化$$beta$$値~1程度で強い内部輸送障壁を有する負磁気シアプラズマにおいて、空間的に局在化したトロイダルモード数n=1の抵抗性交換型MHDモードを初めて観測した。抵抗性交換型MHDモードはバースト状の揺動が間欠的に現れ、高い規格化$$beta$$領域では高次のn$$leq$$3モードが時折観測される。抵抗性交換型MHDモードのみではグローバルな閉じ込め性能に大きく影響してない。抵抗性交換型MHDモードが安全係数が極小値となる位置より外側の有理面のテアリングモードと結合しコラプス現象を引き起こすことが見いだされた。テアリングモードの安定性解析は、外側の有理面のテアリングモードの安定性パラメータが自由境界条件によって影響を受けることを示しており、この結果はプラズマ表面の安全係数が整数となる時にコラプスが発生する実験事実に矛盾しない。理想低nキンクモードがJT-60の真空容器壁の壁安定化効果により安定化されることを明らかにした。壁で安定化されたプラズマのコラプス後に現れる効果抵抗性壁モードによる磁気流体揺動を観測した。

報告書

重水均質系の臨界実験と解析; 20%濃縮ウラン重水反射体

弘田 実彌; 黒井 英雄; 後藤 頼男; 古橋 晃; 安野 武彦; 山本 研; 三谷 浩; 大部 誠; 一守 俊寛; 小山 謹二; et al.

JAERI 1034, 50 Pages, 1962/08

JAERI-1034.pdf:3.64MB

水性均質臨界実験装置が建設され、20%濃縮ウランの硫酸ウラニル重水溶液に、重水反射体を付した系について一連の臨界実験が行われた。溶液中の重水分子と$$^{235}$$U原子の比は炉心の直径に依存し、3600から800の範囲にあった。これらの系において熱中性子スペクトルの空間依存性が、Luを使用して積分法により研究された。熱外中性子スペクトルの1/$$E$$分布からのずれもまた、In, Au, Pd, Coを使用してカドミ比法により研究された。これらの系の理論的解析においては、速中性子の炉心からのもれ、及びもれと炉心での共鳴吸収との競争が重要な因子である。このため共鳴を逃れる確率が厳密に定義され、多群模型が使用され、群常数はGREULING GOERTZEL近似で計算されたスペクトルから決定された。理論的結果と実験的結果の間の一致は、摂動項を除外すれば満足なものである。すなわち、実効増倍率間の矛盾は1%以下であり、熱中性子束,In共鳴中性子束並びに速中性子束も理論的によく再現されている。炉心におけるカドミ比に関する一致は、炉心からの速中性子のもれが適切に取り扱われていることを示している。

口頭

電離イオン式測定器に関する技術開発,2; 除染済み機材の計測試験

美田 豊; 松村 敏博; 杉杖 典岳; 山口 大美; 佐野 明*; 内藤 晋*; 前川 立行*; 吉村 幸雄*; 松本 孝志*

no journal, , 

核燃料施設から発生する大型解体物のクリアランス測定を可能にするために設計・製作された電離イオン式測定器を用いて、プラントで使用した機材を湿式化学除染した後の実規模試験体計測試験を行い、検出性能等を評価し、クリアランス検認システムとしての適用性を確認した。

口頭

X線磁気円二色性測定によるC60-Coナノ・グラニュラー薄膜の磁気特性解析

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 高木 康多*; 中川 剛志*; 島田 敏宏*; 横山 利彦*; 前田 佳均

no journal, , 

近年、われわれはフラーレン(C60)-コバルト(Co)化合物中にCoのナノ粒子が分散した構造を持つC60-Coナノ・グラニュラー薄膜において、低温で巨大なトンネル磁気抵抗効果が発現されることを確認した。その大きさは膜中に存在する粒子間のトンネル伝導のみでは十分に説明することができず、基層となる化合物の存在がトンネル伝導に深く関与しているものと推測される。本研究ではCo粒子及びC60-Co化合物の磁気特性に関する情報を得ることを目的とし、放射光を用いたX線磁気円二色性(XMCD)測定を行った。結果として、C60-Co化合物相に常磁性的な振舞いを示す混成軌道が存在を確認した。この軌道がトンネル伝導の際にスピンフィルターの役目を果たしているのではないかと推察される。

口頭

C$$_{60}$$-Co薄膜の巨大トンネル磁気抵抗効果とスピン状態

境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 前田 佳均

no journal, , 

グラニュラーC$$_{60}$$-Co薄膜の巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果の大小を支配する構造上の要因を明確にし、巨大効果の発現機構を議論するため、磁気抵抗効果の組成依存性の系統的評価及びX線磁気円偏光二色性(XMCD)実験(Co L3端)による磁気・スピン状態の分光実験を行った。グラニュラーC$$_{60}$$-Co薄膜の時期抵抗率(MR)は約10K以上でTに逆比例する著しい減少を示した。XMCD実験において、C$$_{60}$$-Co化合物がCo3d軌道が関与する磁性を示すことが見いだされ、そこでの磁気モーメントの大きさをTMR効果の理論モデルに適用するとMRの大きさ・温度変化を良く再現できることがわかった。本結果は、トンネル伝導を生じる電子のスピン偏極・輸送過程へのC$$_{60}$$-Co化合物の関与を明示するものである。

口頭

C$$_{60}$$-Coハイブリッド薄膜の電子・スピン状態と巨大トンネル磁気抵抗効果

境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 楢本 洋*; et al.

no journal, , 

X線吸収分光(XAS)及びX線磁気円二色性(XMCD)分光法を用いて、巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すC$$_{60}$$-Co薄膜における電子・スピン状態の分光的追究を行った。Co L端及びC K端のXASスペクトルから、膜中でC$$_{60}$$-Co化合物を形成するCo原子はC$$_{60}$$分子と$$pi$$-d混成による分子性状態を形成し、Co原子からC$$_{60}$$分子のLUMO由来状態への電荷移動を生じることがわかった。さらに、薄膜組成に依存してC$$_{60}$$-Co化合物とCoナノ粒子が共存する状態では、Coナノ粒子から化合物への電荷移動も生じることが示唆された。Co L端のXMCD分光では、C$$_{60}$$-Co化合物中のCo 3d軌道由来の状態に磁場によるスピン偏極を生じることが見いだされた。トンネル磁気抵抗効果の理論モデルに同スピン偏極状態のスピン輸送過程への関与を仮定すると、磁気抵抗効果の大きさ及び温度依存性がよく説明できることが明らかになった。本結果は、有機分子-遷移金属系材料のスピン輸送過程への有機分子性領域の直接的関与を強く示唆するものである。

口頭

C$$_{60}$$-Co混合薄膜の電子・磁気状態の軟X線磁気円二色性分光

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 高梨 弘毅; 三谷 誠司*; 島田 敏宏*; 前田 佳均

no journal, , 

C$$_{60}$$-Co混合薄膜における巨大トンネル磁気抵抗効果の発現には、薄膜中のC$$_{60}$$-Co化合物の持つ化学状態が重要な役割を持つと考えられる。本研究ではC$$_{60}$$-Co混合薄膜の電子状態・磁気状態に関する情報を得ることを目的とし、X線磁気円二色性(XMCD),X線光電子分光法(XPS)を実施した。結果として、Co結晶とは異なり、C$$_{60}$$-Co化合物 には3d準位の多重項分裂状態が観測された。これらの状態はXPS実験などからCo 3d軌道とC$$_{60}$$ 2p軌道との混成に由来すると考えられる。また明瞭なMCD応答を示すことから、スピン偏極した状態であることも確認された。MCD強度の磁場依存性・温度依存性と、以前に観測されたトンネル磁気抵抗との比較から、C$$_{60}$$-Co化合物の混成軌道が薄膜中のスピン依存伝導を大きく左右することが明らかとなった。

口頭

巨大トンネル磁気抵抗効果を示すC$$_{60}$$-Co共蒸着薄膜の電子・磁気状態

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 前田 佳均

no journal, , 

フラーレン(C$$_{60}$$)-コバルト(Co)化合物中にCoナノ粒子が分散した構造を持つC$$_{60}$$-Co共蒸着薄膜において、低温で巨大なトンネル磁気抵抗効果の発現が確認されている。その磁気抵抗率は従来の無機材料とは異なり、膜中に存在する強磁性体のCoナノ粒子のスピン分極率のみでは十分に説明することができない。本研究では組成比の異なるC$$_{60}$$Co薄膜に対してX線吸収分光及びX線磁気円二色性測定を行った。結果として、C$$_{60}$$-Co化合物のCo原子にC$$_{60}$$分子とCo原子間の結合形成に起因する3d準位の多重項分裂状態が観測された。それらの状態が明瞭な磁気円二色性を示したことから、C$$_{60}$$-Coにスピン偏極状態の存在が明らかとなった。さらにC$$_{60}$$-Co化合物のスピン偏極状態の磁気モーメントの大きさから予想される磁気抵抗率のモデル計算値は、実測値と一致することが明らかとなった。この結果は、C$$_{60}$$-Co化合物に存在するスピン偏極状態によって、伝導電子のスピン分極率が大きく影響を受けていること示している。

口頭

X-ray magnetic circular dichroism of codeposited C60-Co films with giant tunnel magnetoresistance

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 島田 敏宏*; 前田 佳均

no journal, , 

近年、われわれはC60-Co化合物中にCoナノ粒子が分散した構造を持つC60-Co共蒸着薄膜が、低温で大きなトンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すことを発見した。観測されたMR比はCo結晶のスピン分極率では説明することができず、薄膜中のスピン依存伝導が、C60-Co化合物の存在による影響を受けていることが考えられた。本研究では、X線磁気円偏光二色性測定を行うことで、C60-Co化合物のスピン状態の調査を行った。結果として、C60-Co化合物由来のMCD強度が試料温度に対して敏感であり、その変化の程度がMR比の温度依存性と一致することが明らかとなった。これは、C60-Co化合物の局在スピンが薄膜中のスピン依存伝導に影響を与えていることを明確に示す結果である。

口頭

Electronic and spin states of C$$_{60}$$-Co thin films studied by XPS and X-ray magnetic circular dichroism

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 前田 佳均

no journal, , 

Electronic and spin states of the codeposited C$$_{60}$$-Co films with large tunnel magnetoresistance (TMR) effect were investigated with the X-ray absorption and magnetic circular dichroism (MCD) spectroscopies. It is revealed that a C$$_{60}$$-Co compound formed in the C$$_{60}$$-Co granular films shows the clear MCD signal attributed to the spin-polarized Co 3d states hybridized with the C$$_{60}$$ pai orbitals. The magnetic response of these Co 3d-derived states agrees well with the temperature dependence of the observed MR ratio. This suggests the incorporation of the spinpolarized Co 3d-derived states of the C$$_{60}$$-Co compound into the observed TMR effect.

口頭

X線光電子分光・X線磁気円二色性測定によるC$$_{60}$$-Co薄膜の電子・スピン状態解析

松本 吉弘; 境 誠司; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 島田 敏宏*; 楢本 洋*; 前田 佳均

no journal, , 

フラーレン分子にコバルト原子が結合した化合物(C$$_{60}$$-Co化合物)中に、ナノサイズの直径を持つコバルト粒子(Coナノ粒子)が分散するC$$_{60}$$-Co薄膜で、有機分子-遷移金属からなる系では最大となるトンネル磁気抵抗(TMR)効果の存在を明らかにした。観測された磁気抵抗率(MR)の最大値(約90%)は、Co結晶のスピン分極率から期待される値(14%)と比べても非常に大きく、特異なスピン輸送現象の原因究明が待たれた。本研究ではX線光電子分光及び軟X線放射光による磁気円二色性測定を行い、薄膜中のC$$_{60}$$-Co化合物とCoナノ粒子を状態選別した電子・スピン状態情報を獲得した。得られた結果と磁気抵抗率との比較を行うことにより、C$$_{60}$$-Co薄膜での巨大TMR効果発現メカニズムを検討した。結果として、C$$_{60}$$-Co化合物に局在するスピン偏極状態の存在を明らかにした。同時に、C$$_{60}$$-Co化合物のスピン偏極を考慮したMRのモデル計算値(MRcalc)は、実験から得られた磁気抵抗率の大きさ(MR0)及びその温度依存性と一致することが明らかとなった。この結果はC$$_{60}$$-Co化合物の局在スピンによって、Coナノ粒子間を流れる伝導電子のスピン偏極状態が強い影響を受けていることを示している。

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