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Investigation of the phonon dispersion associated with superlattice reflections in the BiS$$_{2}$$-based superconductor LaBiS$$_{2}$$O$$_{0.5}$$F$$_{0.5}$$

玉造 博夢; 長谷川 巧*; 佐賀山 基*; 水牧 仁一朗*; 村上 洋一*; 梶谷 丈*; 東中 隆二*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 筒井 智嗣*

Physical Review B, 107(2), p.024303_1 - 024303_8, 2023/01

The phonon dispersion of a BiS$$_{2}$$-based superconductor LaBiS$$_{2}$$O$$_{0.5}$$F$$_{0.5}$$ is investigated by first-principles calculations and inelastic X-ray scattering experiments. The origin of superlattice (SL) reflections arising from transverse-type lattice modulation, which were recently reported in [J. Kajitani $textit{et al}$., J. Phys. Soc. Jpn. ${bf 90}$, 103601 (2021)], is discussed in terms of lattice dynamics. Our first-principles calculations of phonon dispersion and the Fermi surfaces (FSs) demonstrate that the phonon mode corresponding to the transverse-type lattice modulation is unstable, and the propagation vector corresponding to the SL reflections is close to the FS nesting vector, which suggests that the phonon softening originates from the FS nesting. Against these calculated expectations, measured phonon dispersion in LaBiS$$_{2}$$O$$_{0.5}$$F$$_{0.5}$$ along the Z-A direction, where the SL point is located, shows no remarkable temperature dependence, and there are no steeply declining branches accompanied with a softening around the SL point. Based on these results, we discuss the two possibilities for the transverse lattice modulation in LaBiS$$_{2}$$O$$_{0.5}$$F$$_{0.5}$$: the order-disorder type structural transition and the displacive structural transition with an overdamped mode, for both of which the local structure distortion or the short range correlation within the BiS$$_{2}$$ plane would be essential.


Sm valence determination of Sm-based intermetallics using $$^{149}$$Sm M$"{o}$ssbauer and Sm L$$_{rm III}$$-edge X-ray absorption spectroscopies

筒井 智嗣; 東中 隆二*; 中村 頼人*; 藤原 孝将*; 中村 仁*; 小林 義男*; 伊藤 孝; 依田 芳卓*; 加藤 和男*; 新田 清文*; et al.

Hyperfine Interactions, 242(1), p.32_1 - 32_10, 2021/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:1.69

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer spectroscopy was performed in Sm-based intermetallics having a cubic crystal structure, Sm$$_{3}Tr_{4}$$Ge$$_{13}$$, SmB$$_{6}$$, SmBe$$_{13}$$, and Sm$$Tr_{2}$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$ = transition metals). In spite of the difference of the local structure around the Sm sites, the observed M$"{o}$ssbauer spectra consist of a single line at 300 K. On the other hand, Sm L$$_{rm III}$$-edge X-ray absorption spectra consist of two components, suggesting Sm$$^{2+}$$ and Sm$$^{3+}$$ states. Difference of the number of the spectral components between the M$"{o}$ssbauer spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy is caused by the difference of the time window in the scattering process of these measurements. Correlation between the isomer shifts in the M$"{o}$ssbauer spectroscopy and average Sm valence states estimated from the X-ray absorption spectroscopy exhibits a linear correlation.


Giant multiple caloric effects in charge transition ferrimagnet

小杉 佳久*; 後藤 真人*; Tan, Z.*; 菅 大介*; 礒部 正彦*; 吉井 賢資; 水牧 仁一朗*; 藤田 麻哉*; 高木 英典*; 島川 祐一*

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.12682_1 - 12682_8, 2021/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.6(Multidisciplinary Sciences)

固体における熱量効果はいくつか知られているが、気体の膨張圧縮を用いた手法に比べ、効率的で環境に優しい冷凍効果が実現できることが知られている。新規な熱量効果を開拓することは、今後の持続的社会の実現などの観点から重要である。本論文では、フェリ磁性体BiCu$$_{3}$$Cr$$_{4}$$O$$_{12}$$が、一次相転移である電荷秩序温度190Kにおいて複数の熱量効果が重畳するマルチ熱量効果を示すことを発見した。この相転移温度に置けるエントロピー変化28.2J K$$^{-1}$$ kg$$^{-1}$$は、外部磁場の変化(磁気熱量効果)によっても、圧力の変化(圧力熱量効果)によっても利用可能であることが分かった。断熱状態の温度変化は、外部磁場50kOeのとき3.9K、圧力4.9kbarのとき4.8Kであった。これらの結果は、効率的な冷凍が複数の手法によって行える系であることを示す。


Magnetocaloric effect of Sr-substituted BaFeO$$_{3}$$ in the liquid nitrogen and natural gas temperature regions

吉井 賢資; 林 直顕*; 水牧 仁一朗*; 高野 幹夫*

AIP Advances (Internet), 7(4), p.045117_1 - 045117_6, 2017/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:33.18(Nanoscience & Nanotechnology)

本研究では、川崎市の明治大学生田キャンパスにおいて、土壌を深さ30cmまでコアサンプラーを用いて採取し、逐次抽出法を適用することで、放射性セシウムの深度別存在形態分析を行った。土壌試料は、生田キャンパス内の人の手が加えられていない6地点で、植生を考慮し採取した。表層土壌を一地点につき、深度別形態分析用の土壌を採取するポイントを中心に、30cm四方の4点(深さ5cm)でスコップを用いて採取した。また、生田キャンパスの北東で、コアサンプラーを用いて、深さ30cm分の土壌を採取した。採取したコア土壌は、5cmごとに分割し、ねじ口U-8式容器に充填した。放射性セシウム濃度は深度別に、2.5Bq kg$$^{-1}$$ (0-5cm)、22.3Bq kg$$^{-1}$$ (5-10cm)、3.4Bq kg$$^{-1}$$ (10-15cm)、0.3Bq kg$$^{-1}$$ (15-20cm)、0.8Bq kg$$^{-1}$$ (20-25cm)、1.0Bq kg$$^{-1}$$ (25-30cm)であった。川崎市で採取した土壌中の放射性セシウムは、表層から土壌の深さ方向に浸透していることが示唆される。


Intermetallic charge transfer in MTiO$$_{3}$$ (M = Mn, Fe, Co, and Ni) by Ti2p edge resonant inelastic X-ray scattering

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 魚住 孝幸*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 205, p.106 - 110, 2015/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:32.99(Spectroscopy)

MTiO$$_{3}$$(M=Mn, Co, FE, Ni)についてTi2p発光測定を行った。FeTiO$$_{3}$$では弾性散乱ピークから2.5eVおよび4.5eVおよびに構造がみられたが他では4.5eVだけだった。これについてモデル計算を行い起源がTi-Mの電荷移動であることを解明したので報告する。


X-ray absorption spectroscopy in the heavy Fermion compound $$alpha$$-YbAlB$$_4$$ at high magnetic fields

寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(11), p.114715_1 - 114715_4, 2015/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:36.74(Physics, Multidisciplinary)

$$alpha$$-YbAlB$$_4$$ shows strong valence fluctuation as well as heavy fermion behavior at low temperatures. It has been theoretically suggested that the quantum criticality owing to the valence fluctuation found in Yb ions plays an important role in the peculiar properties of this material. In this work, we measured the X-ray absorption spectra (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the L3 edge of Yb ions in high magnetic fields of up to 40 T. It is found that the XAS are almost independent of the magnetic field at 2 K, which proves that there is no significant valence change in this field range. The XMCD spectrum exhibits a distinct negative peak at the low-energy side of the L3 edge as well as the main positive peak near the white line. The negative XMCD peak is attributed to the quadrupole transition between the 2p and 4f states, and gives us microscopic information on the 4f state. This finding supports the recent theoretical proposal that $$|J_Z=pm5/2rangle$$ is the ground state of the localized Yb magnetic moment, where $$J_Z$$ is the z-component of the total angular momentum of Yb$$^{3+}$$.


Melting of Pb charge glass and simultaneous Pb-Cr charge transfer in PbCrO$$_{3}$$ as the origin of volume collapse

Yu, R.*; 北條 元*; 綿貫 徹; 水牧 仁一朗*; 溝川 貴司*; 岡 研吾*; Kim, H.*; 町田 晃彦; 榊 浩司*; 中村 優美子*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 137(39), p.12719 - 12728, 2015/10

 被引用回数:32 パーセンタイル:70.25(Chemistry, Multidisciplinary)



Elemental substitution effects in multiferroic ${it R}$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (${it R}$: rare earths)

吉井 賢資; 船江 岳史*; 水牧 仁一朗*; 江尻 宏紀*; 池田 直*; 齋藤 寛之; 松村 大樹

Physica Status Solidi (C), 12(6), p.841 - 844, 2015/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:42.33

マルチフェロイック${it R}$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ ($$R$$: Y, Ho-Lu, In)の元素置換効果について調べた。これまでほとんど報告例のない、非磁性のGa$$^{3+}$$を鉄サイトに置換した場合は、磁気転移温度$$T_{rm N}$$が減少した。これは過去、${it R}$FeCoO$$_{4}$$などでも示した通り、鉄サイト間の磁気相互作用が弱まったためである。Ga$$^{3+}$$置換した場合、室温の誘電率は母物質とほぼ変わらない1000-10000程度であった。また、誘電損失が減少することも判明した。この理由については現在不明であるが、損失の減少はエネルギー利用効率の上昇を示しており、応用に有利である。また$$R$$サイトの置換も行い、Dy$$^{3+}$$のような大きな$$R^{3+}$$を10%程置換できることが、放射光吸収分光により判明した。なお、置換試料では$$T_{rm N}$$が5-10K上昇した。この現象の起源についても現状では不明であるが、室温でマルチフェロイック状態を実現する一つの方向性を示しており、興味深い結果である。


Electronic structure of BaFeO$$_{3}$$ studied by X-ray spectroscopy

水牧 仁一朗*; 藤井 将*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 斎藤 高志*; 島川 祐一*; 魚住 孝幸*; 高野 幹夫*

Physica Status Solidi (C), 12(6), p.818 - 821, 2015/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:95.47



Thermal expansion of a Au-Al-Yb intermediate valence quasicrystal

綿貫 徹; 柏本 史郎*; 石政 勉*; 町田 晃彦; 山本 真*; 田中 幸範*; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 渡辺 真仁*

Solid State Communications, 211, p.19 - 22, 2015/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:34.24(Physics, Condensed Matter)



Synchrotron X-ray spectroscopy study on the valence state and magnetization in $$alpha$$-YbAl$$_{1-x}$$Fe$$_x$$B$$_4$$ ($$x=0.115$$) at low temperatures and high magnetic fields

寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 592(1), p.012020_1 - 012020_6, 2015/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:44.49

価数転移に伴う量子臨界現象が理論的に提案され、希土類金属間化合物における価数揺動現象が注目を集めている。最近、$$beta$$-YbAlB$$_4$$がチューニングなしで量子臨界を示すことと強い混合原子価状態にあることが見出された。この研究では我々は$$alpha$$-YbAl$$_{1-x}$$Fe$$_x$$B$$_4$$ ($$x=0.115$$)について磁化曲線とX線吸収を測定した。この物質は、局所的には$$beta$$-YbAlB$$_4$$と同一構造をもつ多形である。磁化測定とX線測定はそれぞれ55Tと40Tまで行った。Yb価数のわずかな上昇が磁化曲線が傾きの変化を示す磁場で観測された。


X-ray absorption spectroscopy and novel electronic properties in heavy fermion compounds YbT$$_{2}$$Zn$$_{20}$$ (T: Rh and Ir)

本多 史憲*; 広瀬 雄介*; 三宅 厚志*; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 筒井 智嗣*; 綿貫 徹; 渡辺 真仁*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 592(1), p.012021_1 - 012021_5, 2015/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:62.82

重い電子系化合物YbT$$_{2}$$Zn$$_{20}$$(T: Rh and Ir)について、X線吸収分光法によりYb価数観察を行った。いずれの化合物でもYb価数は温度依存性を示し、約100K以下で冷却とともにYb価数が減少する変化が見られた。これは、同型化合物であるYbCo$$_{2}$$Zn$$_{20}$$において温度依存性が見られないこととは対照的な結果である。


Suppression of temperature hysteresis in negative thermal expansion compound BiNi$$_{1-x}$$Fe$$_{x}$$O$$_{3}$$ and zero-thermal expansion composite

奈部谷 光一郎*; 村松 裕也*; 岡 研吾*; 中野 紀穂*; 北條 元*; 水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 肥後 祐司*; 林 直顕*; 高野 幹夫*; et al.

Applied Physics Letters, 106(6), p.061912_1 - 061912_5, 2015/02

 被引用回数:57 パーセンタイル:89.43(Physics, Applied)




石松 直樹*; 佐田 祐介*; 圓山 裕*; 綿貫 徹; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; 入舩 徹男*; 角谷 均*

放射光, 28(1), p.3 - 11, 2015/01



Temperature and polarization dependence of Fe L$$_{3}$$-edge X-ray absorption spectra of LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 黒田 朋子*; 川合 真大*; 永田 知子*; 池田 直*; 魚住 孝幸*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 197, p.13 - 16, 2014/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:26.53(Spectroscopy)

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$は電荷秩序相でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が三角格子上で秩序配列する。これまでにFe2p端発光測定からスペクトルがFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$の単純な重ね合わせでは説明できないことを報告した。電子状態を調べるために、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$及びLuをYbに、置換したYbMgFeO$$_{4}$$のFe2p端吸収測定を行い、スペクトルを比較検討した。


Temperature and magnetic field dependent Yb valence in YbRh$$_2$$Si$$_2$$ observed by X-ray absorption spectroscopy

中井 裕人*; 海老原 孝雄*; 筒井 智嗣*; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 中村 俊幸*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(12), p.124712_1 - 124712_5, 2013/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.85(Physics, Multidisciplinary)



Magnetocaloric effect of field-induced ferromagnet BaFeO$$_{3}$$

水牧 仁一朗*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 齊藤 高志*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*

Journal of Applied Physics, 114(7), p.073901_1 - 073901_6, 2013/08

 被引用回数:19 パーセンタイル:63.82(Physics, Applied)



Synchrotron X-ray spectroscopy study on the valence state in $$alpha$$- and $$beta$$-TbAlB$$_4$$ at low temperature and high magnetic fields

松田 康弘*; 中村 俊幸*; 久我 健太郎*; 中辻 知*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*

Journal of the Korean Physical Society, 62(12), p.1778 - 1781, 2013/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:57.54(Physics, Multidisciplinary)



Magnetic properties of single crystalline YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

吉井 賢資; 水牧 仁一朗*; 松本 圭右*; 森 茂生*; 遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 松村 大樹; 神戸 高志*; 池田 直*

Journal of Physics; Conference Series, 428, p.012032_1 - 012032_5, 2013/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:96.92



Oxygen hole state in A-site ordered perovskite ACu$$_3$$Ru$$_4$$O$$_{12}$$ (A = Na, Ca, and La) probed by resonant X-ray emission spectroscopy

水牧 仁一朗*; 溝川 貴司*; 安居院 あかね; 田中 壮太郎*; 高津 浩*; 米澤 進吾*; 前野 悦輝*

Journal of the Physical Society of Japan, 82(2), p.024709_1 - 024709_6, 2013/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.12(Physics, Multidisciplinary)

Aサイト秩序型ペロブスカイト導電性酸化物ACu$$_3$$Ru$$_4$$O$$_{12}$$(A=Na, Ca, La)は特にA=Ca系で、比熱・磁化率・光電子分光スペクトルが奇妙な温度依存性を示すことが明らかになった。本研究では、Aサイトの価数を系統的に変化させたACu$$_{3}$$Ru$$_{4}$$O$$_{12}$$(A=Na, Ca, La)遷移金属の3$$d$$, 4$$d$$電子状態を観測するのに有効な手段である軟X線吸収分光(XAS)及び共鳴X線発光分光(XES)を行った。Cu-L吸収端のXASスペクトルにはCu$$^{3+}$$や電荷移動サテライトに対応すると思われるピーク構造が観測された。O-K吸収端では、XAS及びXESスペクトルに顕著なAサイト依存性が見られた。詳細な解析には今後クラスター計算やバンド計算などの理論計算との比較しAサイト価数の系統変化を議論した。

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