Microscopic dynamics of lithium diffusion in single crystal of the solid-state electrolyte LaLiTiO (x = 0.13) studied by quasielastic neutron scattering

松浦 直人*; 藤原 靖幸*; 森分 博紀*; 尾原 幸治*; 川北 至信

Physical Review B, 104(9), p.094305_1 - 094305_7, 2021/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.094305

Quasielastic neutron scattering (QENS) measurements combined with first principles based molecular dynamics calculations were conducted to study the dynamics of Li ions in a solid-state electrolyte LaLiTiO (LLTO) with . By using a large Li-enriched single crystal sample, a QENS signal was clearly observed along the three principal axes [110], [111], and [001] at a temperature () of 600 K. Wave vector dependence of the linewidth of the QENS signal along each direction was explained well using the Chudley-Elliot model for jumps between the A sites of the perovskite lattice through the bottleneck square, which was also supported by molecular dynamics calculations. The estimated self-diffusion coefficient of Li () in the ab plane was slightly larger than that along the c axis, suggesting quasi-isotropic diffusion, that is, the three-dimensional diffusion of Li ions. The decrease in with decreasing was reasonably explained by a thermal activation process with the activation energy determined from ionic-conductivity measurements. Furthermore, the estimated values of the self-diffusion coefficient are comparable to those in the sulfide-based Li ion conductor, LiPS, with 10 times larger ionic conductivity, which clarifies how to understand the Li conduction mechanism in LLTO and LiPS in a unified manner.

Position dependency of the scattered intensity in the time-of-flight backscattering spectrometer DNA

松浦 直人*; 山田 武*; 富永 大輝*; 小林 誠*; 中川 洋; 川北 至信

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011068_1 - 011068_6, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011068

飛行時間分析型後方散乱分光器DNAにおける散乱強度の位置依存性を調査した。垂直方向(位置敏感一次元検出器(PSD)のピクセル方向)と水平方向(PSD毎)の両方で周期的な構造が見られた。DNAに設置されたソラースリットとアナライザー結晶の設計値を超えた過度な湾曲が、強度分布の起源であると考えられる。我々は、強度の位置依存性と弾性散乱のエネルギーオフセットを系統的に補正できるソフトウェアを開発した。このソフトウェアにより、本来の散乱強度からのずれが補正でき、エネルギー分解能などのデータの質も向上させることができる。

Magnetism induced by interlayer electrons in the quasi-two-dimensional electride YC; Inelastic neutron scattering study

玉造 博夢; 村上 洋一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 松浦 直人*; 川北 至信; 松石 聡*; 鷲尾 康仁*; 井下 猛*; 浜田 典昭*; et al.

Physical Review B, 102(22), p.224406_1 - 224406_5, 2020/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.224406

Magnetic excitations in layered electride YC have been found by inelastic neutron scattering. We have observed weak but clear magnetic scattering around the wave number , but no magnetic order down to the lowest temperature measured (7 K). The imaginary part of the dynamical susceptibility deduced is well described by the Lorentz function of energy for each momentum . The width of the Lorentzian is proportional to with at K. We have also found that with increasing the magnetic form factor decays faster than that of a electron in a single Y atom, which indicates a more extended magnetic moment in YC. These results provide experimental evidence that the itinerant magnetism in YC originates from the anionic electrons that reside in the interlayers. The Curie-Weiss-like behavior of the magnetic susceptibility reported in YC is ascribed to the mode coupling effects of spin fluctuations.

Status of neutron spectrometers at J-PARC

梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中村 充孝; 川北 至信; 松浦 直人*; 遠藤 仁*; 瀬戸 秀紀*; 伊藤 晋一*; 中島 健次; 河村 聖子

Physica B; Condensed Matter, 562, p.148 - 154, 2019/06

BB2018-0526.pdf:2.45MB

https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.11.061

Seven time-of-flight quasielastic/inelastic neutron scattering instruments are installed on six beamlines in the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex (JPARC). Four of these instruments are chopper-type direct-geometry spectrometers, one is a near-backscattering indirect-geometry spectrometer, and the other two are spin-echo-type spectrometers. This paper reviews the characteristic features, recent scientific outcomes, and progress in development of MLF spectrometers.

Neutron scattering study of yttrium iron garnet

社本 真一; 伊藤 孝; 大西 弘明; 山内 宏樹; 稲村 泰弘; 松浦 直人*; 赤津 光洋*; 樹神 克明; 中尾 朗子*; 茂吉 武人*; et al.

Physical Review B, 97(5), p.054429_1 - 054429_9, 2018/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.054429

イットリウム鉄ガーネットの核および磁気構造と全マグノン分散を中性子散乱により調べた。低エネルギーの分散は強磁性マグノンで期待されるように14meVまで2次関数の分散を示した。積分した動的磁化率"()の虚部は低エネルギーで平方根のエネルギー依存性を示した。"()から絶対値でマグノン状態密度を求めた。その値は理論的に予想されるマグノン分散でひとつのカラリティーモードに対応する。

Development of spin-wave-like dispersive excitations below the pseudogap temperature in the high-temperature superconductor LaSrCuO

松浦 直人*; 川村 奨*; 藤田 全基*; 梶本 亮一; 山田 和芳*

Physical Review B, 95(2), p.024504_1 - 024504_6, 2017/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.024504

Inelastic neutron scattering measurements of magnetic excitations in hole-doped high- cuprates LaSrCuO ( and 0.075) have been performed over a wide temperature range of 5 500 K extending beyond the pseudogap temperature of 360 K for . For , the two-dimensional spin-wave excitations at low temperatures are thermally robust and the dispersion is slightly softened on heating up to K. For , the spin-wave-like excitations in the upper part of the hourglass-shaped dispersion remain at K. However, further heating above K induces a broad ridge centered at ; thereby the hourglass-shaped dispersion becomes blurred above the pseudogap temperature. The localized spin nature of magnetic excitations below suggests that the pseudogap is related to a proximity to a Mott insulator rather than being a precursor of Cooper pairs.

Neutron scattering study of spin fluctuations in LaSrCuO by four-dimensional mapping of neutron cross-sections using the 4SEASONS chopper spectrometer

脇本 秀一; 池内 和彦*; 新井 正敏; 藤田 全基*; 梶本 亮一; 川村 奨*; 松浦 直人*; 中島 健次; 山田 和芳*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034013_1 - 034013_6, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.034013

Previous neutron results of LaSrCuO (LSCO) by TOF measurements revealed that magnetic dynamical structure factor has a maximum at 18 meV. To clarify the origin of the maximum, we carried out 4 dimensional mapping of dynamical structure factor to see details of both magnons and phonons. We found that = 0 shows ordinary spin waves while = 0.08 shows a maximum at 18 meV where -independent phonon branch crosses. This imply that in superconducting compositions phonon may also indirectly related to the superconductivity.

Damped soft phonons and diffuse scattering in (BiNa)TiO

松浦 直人*; 飯田 裕之*; 廣田 和馬*; 大和田 謙二; 野口 祐二*; 宮山 勝*

Physical Review B, 87(6), p.064109_1 - 064109_10, 2013/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.064109

(BiNa)TiOにおいては600K付近を最大とする誘電率の緩やかな温度変化の他、それに伴う圧電効果の減少が脱分極温度460K-480Kより上で観測される。その起源を中性子散乱を用いて調べた。その結果、点近傍で強く過減衰したwater-fall的ソフトフォノンが脱分極温度付近で観測されたほか、M点においては誘電率の温度依存性に対応する温度依存性を持つ超格子反射が観測された。これらは、正方晶/菱面体晶相が共存するなかでの強誘電クラスターのダイナミックな性質、これらは脱分極やwater-fallを与える、が重要であることを示している。

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2009年度

住谷 秀一; 松浦 賢一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 藤田 博喜; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 水谷 朋子; 國分 祐司; et al.

JAEA-Review 2011-004, 161 Pages, 2011/03

JAEA-Review-2011-004.pdf:4.09MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2009年4月から2010年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

環境放射線(能)監視マニュアル

住谷 秀一; 松浦 賢一; 中野 政尚; 竹安 正則; 森澤 正人; 小沼 利光; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 渡辺 一*; 菅井 将光*

JAEA-Review 2009-064, 166 Pages, 2010/03

JAEA-Review-2009-064.pdf:11.08MB

日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所では、再処理施設保安規定に定める環境放射能監視計画及び海洋環境放射能監視計画並びに茨城県東海地区環境放射線監視委員会の定める環境放射線監視計画に基づき、再処理施設周辺の環境放射線及び放射能の監視を行っている。また、研究所あるいは周辺事業所において事故等が発生したときは緊急時モニタリングを実施するため、原子力災害対策特別措置法に基づく放射線監視設備及び原子力防災資機材等を整備している。本マニュアルは、放射線管理部環境監視課が所掌するおもに陸上環境監視業務に使用する(1)放射線(能)監視設備、(2)気象観測設備、(3)データ収集処理システムの機器構成及び取り扱い等について取りまとめたものであり、1979年6月の制定以来、保安規定及び環境監視計画等の変更に伴い、1980年5月及び1983年12月の追加・改訂、1993年2月の全面改訂(PNC TN8520 93-001)を経て運用されてきた。前回改訂から16年が経過し、設備・機器の一部が更新されたこと、2001年の原子力災害対策特別措置法施行後、同法に基づき放射線監視設備及び原子力防災資機材等が整備されたことを踏まえ、記載項目全般について見直し、改訂を行った。