Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
西塔 祐稀*; 石渡 翔丸*; 堀内 美里*; 西木 悠人*; 菊池 亮佑*; 大竹 翼*; 川喜田 竜平; 高山 裕介; 三ツ井 誠一郎; 佐藤 努*
資源・素材講演集(インターネット), 11(1), 7 Pages, 2024/03
地下を利用した様々な工学技術(地層処分、地下貯留、石油増進回収等)において、人工バリアや岩盤のセメンテーションが注目されている。しかし、どのような鉱物でどのようにセメンテーションが進行して、どのような物性に変化するのかについての理解は不十分である。それらの理解のためには、実験室でセメンテーションを再現すること、セメンテーション後の構造の変化や物性の変化を詳細に調べることが重要となる。そこで本研究では、難透水性のベントナイト(乾燥密度0.6Mg/m)と、NaSiO溶液を用いて70Cで浸漬および通水実験を行い、その後の内部構造、鉱物組成、透水係数の変化等を調べた。走査電子顕微鏡での観察結果から、浸漬および通水実験ともに、ベントナイトの空隙を埋めるようにナトリウムシリケート水和物(NSHあるいはNASH)が確認された。また、通水実験では、通水時間が長くなるにつれて透水係数の低下が認められた。本研究で示されたセメンテーション法やセメンテーション後の物性変化の詳細な検討法は、セメントとともに地下に設置されるベントナイトの物性変化や、貯留岩へのアルカリ攻法による帽岩への影響を調べる上で有用なものになると考えられる。
増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 細井 浩平*; 小林 浩和*; 北川 宏*; et al.
Scientific Reports (Internet), 6, p.20861_1 - 20861_8, 2016/02
被引用回数:10 パーセンタイル:42.27(Multidisciplinary Sciences)We measured the SR Mssbauer spectra of Ni nanoparticles with a hexagonal structure that were synthesized by chemical reduction. To obtain Mssbauer spectra of the nanoparticles without 61-Ni enrichment, we developed a measurement system for Ni SR Mssbauer absorption spectroscopy without X-ray windows between the standard energy alloy and detector. The counting rate of the Ni nuclear resonant scattering in the system was enhanced by the detection of internal conversion electrons and the close proximity between the energy standard and the detector. The spectrum measured at 4 K revealed the internal magnetic field of the nanoparticles was 3.4 T, corresponding to a Ni atomic magnetic moment of 0.3 Bohr magneton. This differs from the value of NiC and the theoretically predicted value of hexagonal closed packed Ni and suggested the nanoparticle possessed intermediate carbon content between hcp-Ni and NiC of approximately 10 atomic percent of Ni.
壬生 攻*; 三井 隆也; 田中 雅章*; 増田 亮*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*
Journal of Applied Physics, 117(17), p.17E126_1 - 17E126_4, 2015/05
被引用回数:2 パーセンタイル:8.73(Physics, Applied)Measurement of the magnetic hyperfine fields in metallic thin wires under spin Hall conditions was attempted using the emerging technique synchrotron radiation Mssbauer spectroscopy. A Mssbauer probe layer of Fe(0.2 nm), Fe(0.6 nm), or Sn(0.6 nm) was embedded as an electron spin detector near the surfaces of V, Au, Pt, and Fe wires. The magnitudes of the magnetic hyperfine fields at the Fe and Sn nuclear sites that could be enhanced by nonequilibrium conduction electron spin polarization were measured both without and with the application of an electric current along the wire. Changes in the Mssbauer spectra were not clearly observed, indicating that the magnetic hyperfine field induced by nonequilibrium spin polarization is smaller than the detection limit at least for the measured systems and conditions.
岸本 俊二*; 三井 隆也; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 谷口 敬*; 島崎 昇一*; 池野 正弘*; 斉藤 正俊*; 田中 真伸*
Journal of Instrumentation (Internet), 10(5), p.C05030_1 - C05030_6, 2015/05
被引用回数:6 パーセンタイル:27.01(Instruments & Instrumentation)We developed an X-ray detector system using a 64-pixel silicon avalanche photodiode Si-APD linear array and fast pulse-counting electronics for multichannel scaling. The Si-APD linear array consists of 64 pixels each 0.010.02 cm in size, with a pixel pitch of 0.015 cm and depletion depth of 0.001 cm. The fast electronics, consisting of an ultrafast application-specific integrated circuit and field-programmable gate arrays, can record both the position and timing of X-rays arriving at each pixel of the linear array with 1 ns pulse-pair resolution. The count distribution was measured using 14.4 keV synchrotron X-rays for nuclear resonant forward scattering experiments on Fe, and the spatial resolution was improved by inclining the detector. We also successfully measured amorphous alloy FeSiB during heating.
三井 隆也; 今井 康彦*; 増田 亮*; 瀬戸 誠*; 壬生 攻*
Journal of Synchrotron Radiation, 22(2), p.427 - 435, 2015/03
被引用回数:11 パーセンタイル:51.37(Instruments & Instrumentation)Energy domain Fe polarization dependent synchrotron radiation Mssbauer spectroscopy was developed by using a diamond X-ray phase plate and an iron borate nuclear Bragg monochromator. The former controls the polarization of the incident synchrotron radiation X-rays and the latter filters the Fe Mssbauer radiation with a narrow bandwidth of 15 neV from the broadband synchrotron radiation. The developed nuclear diffraction optics allowed Fe Mssbauer studies to beperformed with various polarization states. In this paper, the spectrometer system, beam characterization, performance test experiments and a grazing incidence Mssbauer measurement of an isotope enriched iron thin film are described.
村上 元彦*; Goncharov, A. F.*; 平尾 直久*; 増田 亮*; 三井 隆也; Thomas, S. M.*; Bina, C. R.*
Nature Communications (Internet), 5, p.5428_1 - 5428_6, 2014/11
被引用回数:19 パーセンタイル:49.91(Multidisciplinary Sciences)The possible presence of dense magmas at Earth's core mantle boundary is expected to substantially affect the dynamics and thermal evolution of Earth's interior. However, the thermal transport properties of silicate melts under relevant high-pressure conditions are poorly understood. Here we report in situ high pressure optical absorption and synchrotron Mssbauer spectroscopic measurements of iron enriched dense silicate glasses, as laboratory analogues for dense magmas, up to pressures of 85 GPa. Our results reveal a significant increase in absorption coefficients, by almost one order of magnitude with increasing pressure to 50 GPa, most likely owing to gradual changes in electronic structure. This suggests that the radiative thermal conductivity of dense silicate melts may decrease with pressure and so may be significantly smaller than previously expected under core-mantle boundary conditions. Such dark magmas heterogeneously distributed in the lower mantle would result in significant lateral heterogeneity of heat flux through the core mantle boundary.
岸本 俊二*; 三井 隆也; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 谷口 敬*; 島崎 昇一*; 池野 正弘*; 斉藤 正俊*; 田中 真伸*
Review of Scientific Instruments, 85(11), p.113102_1 - 113102_5, 2014/11
被引用回数:9 パーセンタイル:38.80(Instruments & Instrumentation)We developed a silicon avalanche photodiode (Si-APD) linear-array detector for use in nuclear resonant scattering experiments using synchrotron X-rays. The Si-APD linear array consists of 64 pixels (pixel size: 0,010.02 cm) with a pixel pitch of 0.015 cm and depletion depth of 0.001 cm. An ultrafast frontend circuit allows the X-ray detector to obtain a high output. High-performance integrated circuits achieve multichannel scaling over 1024 continuous time bins with a 1 ns resolution for each pixel without dead time. The multichannel scaling method enabled us to record a time spectrum of the 14.4 keV nuclear radiation at each pixel with a time resolution of 1.4 ns (FWHM). This method was successfully applied to nuclear forward scattering and nuclear small-angle scattering on Fe.
増野 いづみ*; 大谷 栄治*; 平尾 直久*; 三井 隆也; 増田 亮*; 瀬戸 誠*; 境 毅*; 高橋 豪*; 中野 聡志*
American Mineralogist, 99(8-9), p.1555 - 1561, 2014/08
被引用回数:7 パーセンタイル:23.06(Geochemistry & Geophysics)Valence, spin states, and crystallographic sites of Fe in (Mg,Fe)SiO perovskite were investigated using energy-domain Fe-synchrotron Mssbauer spectroscopy and powder X-ray diffraction up to 86 GPa. The volumes of Fe bearing perovskite in this study are slightly smaller than those of Mg endmember perovskite. Our Mssbauer data suggest that Fe prefers A sites coupled with Mg vacancies, which is consistent with previous data at ambient conditions. Fe in the A site remains in a high spin state up to 86 GPa, and some fraction of the A site is occupied by Fe at pressures above 30 GPa. Fe in the A sites is also in a high spin state up to 86 GPa. The coupled substitution from Mg to a high spin state of Fe and Mg vacancy would make the volume of perovskite smaller than that of Mg endmember perovskite.
黒葛 真行*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 齋藤 真器名*; 増田 亮*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*
Hyperfine Interactions, 226(1), p.687 - 691, 2014/04
被引用回数:3 パーセンタイル:68.90(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)The Mssbauer spectra of the 35.49 keV excited state of Te were observed in the energy domain using synchrotron radiation for the first time. The obtained isomer shifts and Debye temperature agree with previous experiments. These results show that this method will be applicable to various compounds.
黒葛 真行*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 齋藤 真器名*; 増田 亮*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*
Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044708_1 - 044708_4, 2014/04
被引用回数:4 パーセンタイル:33.86(Physics, Multidisciplinary)The Te Mssbauer spectra of FeTe and FeTeSe were measured using synchrotron-radiation-based Mssbauer spectroscopy. The hyper fine field of Te in the antiferromagnetic phase of FeTe was evaluated to be 4(1) T at 20 K, and this hyper fine field is considered to be due to the transferred hyper fine field from Fe magnetic moments. The evaluated hyper fine field was comparatively large, suggesting the strong correlation with the magnetic moment of Fe that forms double stripe type magnetic structure. For the superconductor FeTeSe, no marked change in its Mssbauer parameters was observed below or above the superconducting transition temperature, indicating that the change in the electronic state of Te was small.
増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 伊賀 文俊*; 瀬戸 誠
Applied Physics Letters, 104(8), p.082411_1 - 082411_5, 2014/02
被引用回数:21 パーセンタイル:63.92(Physics, Applied)本研究では、核共鳴吸収に伴うX線と電子を同時に検出できる検出器を備えた装置を世界に先駆けて開発し、その装置と大型放射光施設SPring-8の大強度X線を用いて、YbBに含まれるYbの放射光メスバウアースペクトルを測定することに成功した。今後、さまざまな元素の放射光メスバウアー測定が可能になり、レアアース磁石などの磁石材料や錯体・触媒材料・エレクトロニクス材料といった機能性材料の研究に進展がもたらされることが期待できる。本研究の一部は科学研究費補助金・基盤研究S「同位体特定による局所状態解明のための先進的メスバウアー分光法開発」及び研究スタート支援「放射光を用いたネオジム核共鳴散乱法の開発」の補助を受け、SPring-8の利用課題として行われた。
三井 隆也; 増田 亮*; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*; 中村 優美子*; 榊 浩司*; 榎 浩利*
Journal of Alloys and Compounds, 580(Suppl.1), p.S264 - S267, 2013/12
被引用回数:8 パーセンタイル:41.53(Chemistry, Physical)An in situ Fe synchrotron radiation Mssbauer spectroscopy (SRMS) was performed on the C15 Laves RFe (R=Y, Gd) under high-pressure hydrogen (H) in a diamond anvil cell. The H-absorption processes were monitored by the pressure dependence on the Fe isomer shift (IS): IS values increased for the amount of H-absorption into the RFe. In both cases, IS values showed a rapid increase at a few GPa, and once again showed a small increase at above 10 GPa. These results suggest that there are two steps in the H-absorption processes for the RFe under high-pressure hydrogen. At the same time, two-step magnetic transitions have been also observed for the first time: ferromagnetic RFe changed to paramagnetic RFeHx at the first H-absorption process, and a new ferromagnetic phase appeared in RFeHx at the second H-absorption process. In this conference, we report details on the SRMS experimental setup and the results.
三井 隆也; 増田 亮; 平尾 直久*; 壬生 攻*; 瀬戸 誠
Hyperfine Interactions, 204(1-3), p.97 - 100, 2012/04
被引用回数:4 パーセンタイル:86.88(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)An energy domain synchrotron radiation SR Fe Mssbauer spectrometer has been developed using a pure nuclear Bragg reflection from an oscillating FeBO single crystal at the Nel temperature. The spectrometer can filter the Doppler-shifted single line Fe Mssbauer radiation with neV order bandwidth of from a broadband SR source. This beam allows the researchers to easily perform conventional transmission and scattering Mssbauer spectroscopy MS with some excellent beam properties. In this paper, the design, performance and recent states of the developed SR MS spectrometer are reported. Moreover, the application studies, features, advantages and potential benefits of newly measurement techniques are presented, which include the study on the magnetic phase transition of iron related hydrides under ultrahigh hydrogen pressures, the local analysis of thin films with grazing incidence geometry and the feasibility study of Rayleigh scattering of Fe Mssbauer radiation.
増田 亮; 三井 隆也; 伊藤 恵司*; 榊 浩司*; 榎 浩利*; 中村 優美子*; 瀬戸 誠
Hyperfine Interactions, 204(1-3), p.139 - 142, 2012/03
被引用回数:2 パーセンタイル:76.44(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)水素化過程について局所的観点から情報を得るため、その場メスバウアー測定用の装置を開発した。本装置を用いることで水素雰囲気下の試料の温度を調整でき、放射光メスバウアースペクトル及び核共鳴非弾性散乱のスペクトルをその場測定することができるというものである。本装置の有用性を確認すべく、-GdFeHの真空中での温度変化を両スペクトルで観察し、それらのスペクトルの明らかな変化を確認した。その変化は脱水素化によるFe局所電子状態及びFe局所振動状態の変化として解釈されるものであり、本装置によってその場メスバウアー測定が可能であることが確認された。
三井 隆也; 増田 亮*; 瀬戸 誠; Suharyadi, E.*; 壬生 攻*
Journal of Synchrotron Radiation, 19(2), p.198 - 204, 2012/03
被引用回数:20 パーセンタイル:67.24(Instruments & Instrumentation)メスバウアー分光を単結晶基板上のナノ構造体に適用する場合、RI線源による従来のメスバウアー分光では低温測定や磁場・電場中等の実験環境に対する制約が多く、低プローブ濃度試料の測定などは困難である。それを補う手法として全反射配置の測定が有望視され、基礎的研究が数多く実施されてきたが、指向性の全くないRI線源では強度が得られず、実用化されなかった。最近、われわれは、Feを富化した反強磁性体完全単結晶を用いることで、放射光からRI線源の10万倍以上の輝度を有する高輝度メスバウアービームの生成に成功した。本ビームを全反射メスバウアー分光に適用すれば、ナノ材料の局所分析技術を格段に発展させることができる。われわれは、高輝度メスバウアービームを利用して、Feを90%富化した場合と自然鉄(Fe:2%)で製作した場合の鉄薄膜の全反射スペクトル特性を調べることで電子散乱と核共鳴散乱及び許容な核遷移間の干渉効果がスペクトル形状に与える影響を明らかにした。本論文では、上記の実験に加え、同位体置換法を併用した磁性薄膜の表面界面の単原子層レベルでの磁気構造解析法について述べる。
増田 亮; 三井 隆也; 伊藤 恵司*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 瀬戸 誠
Journal of the Physical Society of Japan, 81(3), p.034714_1 - 034714_6, 2012/03
被引用回数:3 パーセンタイル:26.20(Physics, Multidisciplinary)Nuclear resonant forward scattering of synchrotron radiation by Sm and Fe Mssbauer spectroscopy were applied to SmFe and -SmFeH ( 3), in order to study the effect hydrogen absorption to the local electronic states. The differences between the parameters of hyperfine structure of SmFe and those of -SmFeH are discussed in connection with the modulation of local electronic states induced by the lattice expansion and the chemical effect by hydrogenation. The differences also imply the screening of the interactions between Sm and Fe by the inserted hydrogen atoms.
松岡 岳洋*; 藤久 裕司*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 三井 隆也; 増田 亮; 瀬戸 誠*; 依田 芳卓*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; et al.
Physical Review Letters, 107(2), p.025501_1 - 025501_4, 2011/07
被引用回数:30 パーセンタイル:77.72(Physics, Multidisciplinary)1万気圧を超える高い水素圧力に晒されたユーロピウム水素化物の結晶構造と原子の価数状態を観測し、それらの変化を捉えることに成功した。その結果、従来知られている2水素化物よりも水素濃度が高く、ユーロピウムの価数が+3価で、面心立方金属格子を持つ結晶構造相が出現すること、すなわちユーロピウム水素化物も従来の水素化物の構造則に従うことが確認された。これによって、すべての希土類金属水素化物に共通する、水素濃度によってとりうる結晶構造の一般則が確立された。
増田 亮; 三井 隆也; 小林 康浩*; 東谷口 聡*; 瀬戸 誠
Japanese Journal of Applied Physics, 48(12), p.120221_1 - 120221_3, 2009/12
被引用回数:9 パーセンタイル:36.02(Physics, Applied)物質からの準弾性散乱の測定用に、放射光メスバウアー放射を用いたneV分解能の分光光学系を開発した。本光学系は、FeOの核分光器とFeステンレススチールの核アナライザーで構成される。本光学系の性能試験として、過冷却状態のグリセリンによる準弾性散乱を、融点近傍で測定した。光学系の装置関数は42.2neVであった。そして、準弾性散乱による11neVのエネルギー広がりが観測できた。
桐山 幸治; 三井 隆也; 福田 義博
JAEA-Technology 2009-035, 24 Pages, 2009/07
放射光実験で用いられる分光結晶には単結晶が用いられ、その単結晶には高い結晶性が要求される。そのため、実験で利用する単結晶の光学的性能を見極めて、その有効性を図るために、事前に簡便かつ迅速に結晶性を定量評価しておく必要がある。そこでわれわれは量子ビーム応用研究部門・放射光科学研究ユニット内においてX線発生装置を用いた精密X線光学系を組立て、上記の結晶を一例とするさまざまな結晶の結晶性を評価することができるシステムを立ち上げた。このシステムにおいては、最小で試料サイズが数10m程度の試料を測定可能で、1''以下での角度精度で測定が可能である。また、試料の位置を走査することで、試料内での結晶性の分布を測定することも可能である。本手法を用いて評価された鉄単結晶は、新たに開発された高分解能メスバウアー分光実験法においても利用されている。
塩飽 秀啓; 三井 隆也; 戸澤 一清*
JAEA-Research 2009-009, 60 Pages, 2009/07
BL11XU/SPring-8(原子力機構・専用ビームライン)では、ビームライン高度化の一環として、分光器に液体窒素循環冷却装置を導入するとともに、マルチ結晶交換システムを開発した。液体窒素冷却方法は、シリコン単結晶を液体窒素温度付近まで冷却することによって、シリコンの線膨張係数が小さくなり、また熱伝導率が大きくなる特性を利用するものである。BL11XUの研究のために、6-70keVの範囲で高輝度X線を得るためには、使用エネルギーによってSi(111)結晶とSi(311)結晶を使い分けるマルチ結晶交換システムを開発した。液体窒素循環による結晶の振動防止と液体窒素循環によるステージの過冷却防止措置も組み込んだ。その結果、これまで使用してきた人工合成ダイヤモンド結晶と比較して、14.4keVではおよそ7.4倍の強度を得ることができた。さらに、結晶交換と調整を、わずか5分以内で行うことができ、必要に応じていつでも結晶交換が可能となった。このマルチ結晶交換システムは上記の結晶だけではなく、色々な結晶にも応用でき大変有効である。