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論文

Observation of field-induced single-ion magnetic anisotropy in a multiorbital Kondo alloy (Lu,Yb)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$

北澤 崇文; 池田 陽一*; 榊原 俊郎*; 松尾 晶*; 清水 悠晴*; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 金道 浩一*; 南部 雄亮*; 池内 和彦*; et al.

Physical Review B, 108(8), p.085105_1 - 085105_7, 2023/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.085105

We demonstrate field-induced single-ion magnetic anisotropy resulting from the multiorbital Kondo effect on diluted ytterbium alloy (Lu$$_{1-x}$$Yb$$_x$$)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$. Single-ion anisotropic metamagnetic behavior is revealed in low-temperature regions where the local Fermi-liquid state is formed. Specific heat, low-field magnetic susceptibility, and resistivity indicate reproduction of the ground-state properties by the SU($$N$$ = 8) Kondo model with a relatively large $$c$$-$$f$$ hybridization of $$T_{rm K}$$ = 60.9 K. Dynamical susceptibility measurements on YbRh$$_2$$Zn$$_{20}$$ support realizing multiorbital Kondo ground state in (Lu$$_{1-x}$$Yb$$_x$$)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$. The single-ion magnetic anisotropy becomes evident above $$sim$$5 T, which is lower than the isotropic Kondo crossover field of 22.7 T, verifying blurred low-lying crystal field states through the multiorbital Kondo effect.

論文

Structure of nitride layer formed on titanium alloy surface by N$$_{2}$$-gas exposure at high temperatures

武田 裕介; 飯田 清*; 佐東 信司*; 松尾 忠利*; 長嶋 泰之*; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 平出 哲也

JPS Conference Proceedings (Internet), 25, p.011023_1 - 011023_3, 2019/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.25.011023

今回、(1)810$$^{circ}$$C、600分、(2)850$$^{circ}$$C、720分のふたつの条件でチタン合金表面に窒化層を導入した。低速陽電子ビームを用いて、陽電子消滅$$gamma$$線ドップラー広がり測定により試料表面を測定した結果、表面近傍において陽電子は欠陥に捕まって消滅していることがわかった。TEM観察によると表面近傍には10nm程度の結晶粒が存在しており、ほとんどの陽電子は結晶中を拡散後、粒界の欠陥において消滅していることが明らかとなった。さらに、陽電子消滅ドップラー広がり測定の結果は、陽電子の消滅している部位における化学組成が深さに対して変化していることを示していたが、EDS観察においても、バナジウムなどの不純物に深さ依存性があることが示され、これらの測定結果は粒界における不純物濃度の変化を反映していると考えられる。

論文

Structure of nitride layer formed on titanium alloy surface by N$$_{2}$$-gas exposure at high temperatures

武田 裕介; 飯田 清*; 佐東 信司*; 松尾 忠利*; 長嶋 泰之*; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 平出 哲也

Journal of Physics; Conference Series, 791(1), p.012022_1 - 012022_4, 2017/02

https://doi.org/10.1088/1742-6596/791/1/012022
 被引用回数：1 パーセンタイル：41.91(Physics, Multidisciplinary)

ゴルフクラブや、航空機用構造材料等に広く用いられているチタン合金は、表面を窒化処理することで硬さを飛躍的に増すことが知られているが、熱処理温度または時間によっては表面に形成された窒化層が負荷により簡単に剥離してしまい、実用性に欠く場合がある。そこでわれわれは2つの窒化条件、(1)810$$^{circ}$$C 600minと(2) 850$$^{circ}$$C 720minで処理した試料を準備し、その表面に形成された窒化層を、陽電子消滅$$gamma$$線ドップラー広がり(DB)測定で評価した。窒素の拡散のみ考慮して評価すると0.05-0.1$$mu$$mまで窒化されると予想されるが、DBによる評価では窒化によって導入される欠陥層は0.5$$mu$$mを超える領域まで達していることがわかった。

論文

Isoscalar giant resonances in the Sn nuclei and implications for the asymmetry term in the nuclear-matter incompressibility

Li, T.*; Garg, U.*; Liu, Y.*; Marks, R.*; Nayak, B. K.*; Madhusudhana Rao, P. V.*; 藤原 守*; 橋本 尚信*; 中西 康介*; 奥村 瞬*; et al.

Physical Review C, 81(3), p.034309_1 - 034309_11, 2010/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.81.034309
 被引用回数：107 パーセンタイル：97.52(Physics, Nuclear)

We have investigated the isoscalar giant resonances in the Sn isotopes using inelastic scattering of 386-MeV $$alpha$$ particles at extremely forward angles, including 0$$^{circ}$$. The strength distributions for various multipoles were extracted by a multipole decomposition analysis based on the expected angular distributions of the respective multipoles. We find that the centroid energies of the isoscalar giant monopole resonance (ISGMR) in the Sn isotopes are significantly lower than the theoretical predictions. In addition, the asymmetry term, $$K_{tau}$$, in the expression for the nuclear incompressibility has been determined from the ISGMR data in Sn isotopes and is found to be consistent with a number of indirectly extracted values for this parameter.

論文

Magnetic and dielectric properties of YbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$ (0$$underline{<}$$x$$underline{<}$$1)

吉井 賢資; 池田 直*; 道内 尊正*; 横田 祐輔*; 岡島 由佳; 米田 安宏; 松尾 祥史*; 堀部 陽一*; 森 茂生*

Journal of Solid State Chemistry, 182(7), p.1611 - 1618, 2009/06

https://doi.org/10.1016/j.jssc.2009.04.008
 被引用回数：15 パーセンタイル：51.37(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

YbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$の磁性と誘電性を調べた(0$$underline{<}$$x$$underline{<}$$1)。この系は、筆者らが発見した新しいマルチフェロイック物質RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R=Y, Ho-Lu)のFeサイト置換系である。粉末X線回折測定を行ったところ、xが0から1の間で混晶となっていることを観測した。放射光吸収分光からは、Mnの価数は2+であることがわかった。この結果から、xとともに低温磁化が小さくなるという、磁化測定の結果を定性的に説明した。また、磁気転移温度及び誘電率は、xを増加するとともに減少した。この結果を、Feサイトの電子移動の減少によって説明した。すなわち、筆者らのこれまでの関連系の実験結果から、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$と同構造系の磁性と誘電性は電子移動によって支配されており、イオン変位が重要である通常の誘電体とは異なることを提言した。また、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$でのMn置換に関する応用可能性についても簡単に言及した。

論文

Stoichiometric study of the dielectric and magnetic properties in charge frustrated system LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

道内 尊正*; 横田 祐輔*; 小松 拓磨*; 早川 弘毅*; 黒田 朋子*; 真栄田 大介*; 松尾 祥史*; 森 茂生*; 吉井 賢資; 花咲 徳亮*; et al.

Ferroelectrics, 378(1), p.175 - 180, 2009/00

https://doi.org/10.1080/00150190902859187
 被引用回数：18 パーセンタイル：59.55(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄イオンの電荷秩序により強誘電体となる標記物質LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$につき、合成条件を変えることにより酸素量を変えた試料に対する磁性と誘電性について報告する。試料作成はCO-CO$$_{2}$$混合ガスフロー中で行い、CO$$_{2}$$とCOの比を変えることで酸素量を変えた。CO$$_{2}$$:COのフロー比が1:5付近において、磁気転移温度が最高の240$$sim$$250K近傍となったことから、この試料が最良のものと判断される。本試料の誘電率は、室温で10000近傍であった。誘電率の虚数部分から求めた活性化エネルギー0.4$$sim$$0.5eV程度であり、これまでLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$において報告されていた0.3eVよりも大きい傾向が見られた。今後さらに測定を行い、物性の詳細のわかっていないLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の性質とその起源を明らかにする予定である。

論文

Magnetic and dielectric properties of HoFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ and R$$_{1-x}$$R'$$_{x}$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R, R': rare earths)

吉井 賢資; 米田 安宏; 真栄田 大介*; 横田 祐輔*; 道内 尊正*; 小松 拓磨*; 池田 直*; 松尾 祥史*; 森 茂生*

Japanese Journal of Applied Physics, 47(9), p.7599 - 7602, 2008/09

https://doi.org/10.1143/JJAP.47.7599
 被引用回数：8 パーセンタイル：33.23(Physics, Applied)

新規強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R=Y,Ho-Lu)の性質を明らかにするため、標記酸化物の物性を調べた。RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のうち、物性の報告例のないHoFe$$_{2}$$O$$_{4}$$を合成し、磁性と誘電性を調べた。誘電率は室温で1000程度であり、ほかのRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$と類似であるが、誘電応答における系の乱れと磁気転移温度は明瞭な違いが見られた。この違いは、酸素量の違いに由来すると推測される。また、希土類サイトの置換を行い、物性を調べた。最もイオン半径の異なるYとLuの間で混晶が作成でき、その物性が非混晶系と類似であることから、R=Y,Ho-Luの間で混晶が作成でき、物性も非混晶系と本質的に同じと推測された。さらに、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のLuの一部を、希土類の中で最も小さいScに置換した。X線回折からは、20%ほどのSc置換が上限であることがわかった。誘電性はLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$と類似であったが、磁気転移温度はSc置換により、250Kから200Kへと大幅に下がった。このことは、希土類サイトの置換により、物性コントロールが可能なことを示唆する。

論文

Hexafluoro complex of rutherfordium in mixed HF/HNO$$_{3}$$ solutions

豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦*; 後藤 真一*; 石井 康雄; 西中 一朗; 佐藤 哲也; 永目 諭一郎; et al.

Radiochimica Acta, 96(3), p.125 - 134, 2008/03

https://doi.org/10.1524/ract.2008.1474
 被引用回数：29 パーセンタイル：84.99(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)$$^{261}$$Rf反応により104番元素ラザホージウム(Rf)を生成し、陰イオンフッ化物錯体の形成を陰イオン交換法を用いて調べた。フッ化物イオン濃度0.0005-0.013MでRfヘキサフルオロ錯体[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$が形成することを初めて明らかにした。[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$の形成は同族元素Zr, Hfのヘキサフルオロ錯体と著しく異なり、[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$の錯形成定数は同族元素Zr, Hfの錯形成定数より少なくとも一桁小さいことを明らかにした。

論文

Extraction behavior of rutherfordium into tributylphosphate from hydrochloric acid

羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 石井 康雄; 當銘 勇人; 佐藤 哲也; 西中 一朗; 市川 隆俊; 市川 進一; et al.

Radiochimica Acta, 95(1), p.1 - 6, 2007/01

https://doi.org/10.1524/ract.2007.95.1.1
 被引用回数：16 パーセンタイル：70.17(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

逆相抽出クロマトグラフ法を用い、7.2-8.0M塩酸溶液中におけるラザホージウム(Rf)並びにその軽同族体Zr, Hfのトリブチルりん酸(TBP)への溶媒抽出挙動を調べた。Rf, Zr並びにHfの抽出率が塩酸濃度の増加とともに増加し、抽出されやすさの順列がZr$$>$$Hf$$sim$$Rfであることが明らかとなった。これら三元素の塩化物錯体の形成順列を考慮すると、Rf四塩化物のTBP錯体の安定性がZr, Hfよりも低いことが示唆される。

論文

Chemical studies on rutherfordium (Rf) at JAERI

永目 諭一郎; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 秋山 和彦; 石井 康雄; 佐藤 哲也; 平田 勝; 西中 一朗; 市川 進一; et al.

Radiochimica Acta, 93(9-10), p.519 - 526, 2005/00

https://doi.org/10.1524/ract.2005.93.9-10.519
 被引用回数：31 パーセンタイル：87.03(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東海研究所タンデム加速器を用いて進めてきた超重元素(104番元素)ラザホージウム(Rf)の単一原子レベルでの化学挙動研究について報告する。特に短寿命(78秒)で数分間に1原子の割合で生成するRfのイオン交換挙動を調べるために開発した自動迅速イオン交換分離装置の概要を紹介する。また最近得られたRfのフッ化物錯体のイオン交換挙動について詳しく述べる。これはRfのフッ化水素酸溶液中での陰イオン交換挙動が、周期表同族元素であるジルコニウムやハフニウムの挙動とは大きく異なっていて、Rfのフッ化物形成に相対論効果が寄与している可能性を指摘する興味深い結果である。

口頭

超重元素ラザホージウムの塩化物錯体形成

塚田 和明; 豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 浅井 雅人; 秋山 和彦*; 石井 康雄; 當銘 勇人*; 西中 一朗; 佐藤 哲也; 市川 隆俊; et al.

no journal, , 

Rf及び同族元素のZr, Hfの塩酸系並びに塩酸メタノール混合系における陰イオン交換挙動を調べ、3者の吸着挙動が類似した傾向を示すことを明らかにした。また、同溶液中におけるZr及びHfの錯イオン形成及び樹脂への吸着化学種に関する情報をEXAFS法によって得た。その結果、Zr及びHfの吸着挙動変化は、塩素が6配位した陰イオン錯体の形成とよく一致し、同様の挙動を示すRfも同溶液中で[RfCl$$_{6}$$]$$^{2-}$$という構造をとることが推測できる。

口頭

塩酸溶液系におけるラザホージウムのTBP逆相抽出クロマトグラフィー

豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦*; 石井 康雄; 當銘 勇人*; 西中 一朗; 佐藤 哲也; 市川 隆俊; et al.

no journal, , 

本研究では、7.0-8.0M塩酸(HCl)溶液系においてラザホージウム(Rf)のTBP逆相抽出クロマトグラフ挙動を系統的に調べ、同族元素Zr及びHfとの抽出率の順列を明らかにした。原子力機構タンデム加速器施設において、それぞれ$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)反応並びにGd($$^{18}$$O,xn)反応によって合成した$$^{261}$$Rf, $$^{169}$$HfをHe/KClガスジェット法により$$alpha$$線測定装置結合型化学分離装置まで搬送した。捕集した生成物を濃HCl溶液に溶解した後、$$^{261}$$Rf並びに$$^{169}$$HfをTBP逆相抽出カラム(内径1.6mm,長さ7.0mm)に吸着させた。その後、7.0-8.0M HCl溶離液を流し、溶出液をTa皿に捕集した。さらに、4.0M HCl溶離液を流してカラムに残った$$^{261}$$Rfと$$^{169}$$Hfを溶出させ、溶出液を別のTa皿に捕集した。二つのTa皿を強熱して溶出液を蒸発乾固させた後、$$alpha$$線をPIPS検出器を用いて測定し、また$$gamma$$線をGe検出器を用いて測定した。その結果、Rfの吸着率はHfのそれと同じかあるいは小さく、またZrの吸着率はRf及びHfのそれよりも明らかに大きいことがわかった。吸着率の順列はZr$$>$$Hf$$geq$$Rfであることが明らかとなった。

口頭

Chloride complex formation of Rf in HCl and CH$$_{3}$$OH mixed solution

塚田 和明; 豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 浅井 雅人; 秋山 和彦*; 石井 康雄; 當銘 勇人; 西中 一朗; 佐藤 哲也; 市川 進一; et al.

no journal, , 

タンデム加速器において合成される104番元素Rfと同族元素のZr, Hfを対象に、塩酸系並びに塩酸メタノール混合系における陰イオン交換挙動を調べた。その結果、3者の吸着挙動が類似した傾向を示すことを明らかにした。また、同溶液中におけるZr及びHfの錯イオン形成及び樹脂への吸着化学種に関する情報をEXAFS法によって得た。EXAFSから得られたZr及びHfの吸着挙動変化は、塩素が6配位した陰イオン錯体の形成とよく一致し、塩酸溶液中におけるイオン交換樹脂への吸着挙動がほぼ同じ挙動を示すRfも、同溶液中で[RfCl$$_{6}$$]$$^{2-}$$という構造をとることが推測できる。

口頭

低速陽電子ビームを用いた窒化チタン合金表面の構造解析

武田 裕介; 飯田 清*; 佐東 信司*; 松尾 忠利*; 長嶋 泰之*; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 平出 哲也

no journal, , 

チタン合金の表面の窒化層は衝撃などの応力負荷で剥離することがある。そこで、異なる処理温度、時間((1)810$$^{circ}$$C 600min、(2)850$$^{circ}$$C 720min)で試料を作成し、低速陽電子ビームを用い、欠陥を敏感に検知する陽電子消滅$$gamma$$線ドップラー広がり(DB)測定の深さ依存性の評価を行った。ビッカース硬さでは(2)の方が硬いことが分かっていたが、欠陥が深くまで存在している試料は(1)の試料であり、欠陥層の厚みと固さには相関が得られなかった。また、DBから組成変化を示す解析を行ったところ欠陥層よりも深いところで組成変化が起きていることを示す結果が得られ、組成変化と欠陥導入の深さは一致しなかった。TEMとともにEDS測定も行ない、その結果はDBからの結果と同じ傾向を示さなかった。これは陽電子が特定の部分を選択的に観測するためと考えられ、表面構造の解析にはこれら手法の組み合わせが威力を発揮するものと考えられる。

口頭

セメント材料の熱容量測定

佐々田 悠斗*; 宮崎 裕司*; 中野 元裕*; 松尾 隆祐*; Walker, C.*; 笹本 広; 三原 守弘

no journal, , 

セメント材料は、放射能レベルの高いTRU廃棄物の地層処分において多量に使用される予定である。セメント水和物の熱力学データは、地下水とセメント材料の反応に伴うセメント材料の長期的な溶解挙動をモデル化する上で重要になる。ポルトランダイト(Ca(OH)$$_{2}$$)は、水和したポルトランドセメントの20-25wt%を占める主要な成分の一つである。今回、3種のポルトランダイト(低純度,高純度,巨大結晶)の試料を対象に低温熱容量測定を行い、純度依存性が確認された。巨大結晶では、低温側の熱容量がデバイのT$$^{3}$$則に従い、低純度及び高純度の試料では熱容量の上昇が認められ、恐らく、吸着水や方解石の混入の影響が示唆された。セメント水和物として、エトリンガイト(Ca$$_{6}$$(Al(OH)$$_{6}$$)$$_{2}$$(SO$$_{4}$$)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{n}$$)及びモノサルフェート(Ca$$_{4}$$Al$$_{2}$$(OH)$$_{12}$$(SO$$_{4}$$)(H$$_{2}$$O)$$_{n}$$)の熱容量を測定し、水和水の関与によるものと示唆される相転移が観測された。

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