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藤田 全基*; Frost, C. D.*; Bennington, S. M.*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫*; 池内 和彦*; 新井 正敏
Journal of the Physical Society of Japan, 82(8), p.084708_1 - 084708_5, 2013/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.91(Physics, Multidisciplinary)We studied the temperature dependence of the spin excitation spectrum in the frustrated spin chain system CuGeO by a time-of-flight neutron scattering measurement. The intensity hump along the upper boundary (UB) of the continuum excitation, which is a robust feature for significant competition between next-nearest-neighbor (NNN) and nearest-neighbor (NN) exchange interactions, was shown to degrade upon warming. The hump disappears above 
90 K, whereas the outline of the two-spin on continuum excitation remains even at 180 K. The decrease in intensity at the UB suggests that the contribution of NNN interaction to form the thermodynamic equilibrium state becomes negligible as a result of the thermal perturbation. The intensity of the lowest excited mode at the magnetic zone center weakens concomitantly with that at the UB. This intensity reduction leads a change of the static structure factor from a single Lorentzian shape to a two peaked structure in the temperature range between 50 and 75 K. These results can be explained through the degradation of the spin dimer by thermal disturbance with remaining large NNN couplings at high temperature.
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 河村 聖子; 横尾 哲也*; 中谷 健; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB025_1 - SB025_6, 2011/01
被引用回数：116 パーセンタイル：94.61(Physics, Multidisciplinary)4SEASONS is a Fermi chopper spectrometer, which is in operation in Materials and Life Science Experimental Facility (MLF), J-PARC. It is intended to provide high-efficiency measurement of weak inelastic signals on novel spin and lattice dynamics with thermal neutrons. For this purpose, the spectrometer utilizes the coupled moderator and advanced instrumental design such as an elliptic-shaped converging neutron guide with high-critical angle supermirrors inside, long (2.5 m) position sensitive detectors, and a Fermi chopper feasible for multiple-incident-energy (multi-
) measurement with the repetition rate multiplication technique. Here we show detailed design of the spectrometer, evaluation of its performance, and some examples of measurements.
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 横尾 哲也*; 中谷 健; 新井 正敏; 藤田 全基*
固体物理, 45(2), p.79 - 89, 2010/02
近年、世界各国で新たな中性子実験施設の建設や既存の施設の高度化が進められているが、我が国でも日本原子力研究開発機構と高エネルギー加速器研究機構によってJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に大強度の核破砕パルス中性子実験施設が建設された。従来世界最高の性能を有していた核破砕パルス中性子源である英国のISISでは陽子ビーム出力が160kWであったのに対し、J-PARCでは1MWとなる予定であり、米国のSNS(1.4MW)と並んで世界有数の中性子実験施設となる見込みである。MLFは2008年5月にいよいよ初めての中性子ビームを生成し、その後も順調に強度を上げ、現在既にISISに匹敵する120kWでの定常運転を行っている。このような時期を迎え、われわれは分解能をそれほど追求しない代わりに、運動量とエネルギーの4次元空間を大強度・高効率で測定可能な非弾性散乱装置の実現を目指してMLFに4次元空間中性子探査装置(通称「四季4SEASONS」)の建設を進めてきた。現在、四季は建設フェイズをほぼ終え、いよいよ本格的な利用フェイズに移行しつつある。そこで、本レビューではこの四季の原理及び仕様について概説した後、最近本装置を用いて実証に成功した新しい非弾性散乱実験手法を紹介する。
中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 藤田 全基*; 横尾 哲也*; 新井 正敏
Journal of the Physical Society of Japan, 78(9), p.093002_1 - 093002_4, 2009/09
被引用回数：124 パーセンタイル：94.96(Physics, Multidisciplinary)さまざまな運動量-エネルギー空間にわたる複数個の動的構造因子二次元マップを一回の測定で同時に取得できることを実験的に実証することに成功した。この方法は飛行時間測定における不感時間を減少させ、測定の効率を飛躍的に向上させるものである。J-PARCのチョッパー分光器四季を利用して得られた今回の成果は、非弾性中性子散乱測定の新たな可能性を切り開くものと期待される。
の磁気形状因子の研究菅井 孝志; 水野 文夫; 浄念 信太郎*; 金子 耕士; 目時 直人; 芳賀 芳範; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*
no journal, ,
Np-115は遷移金属を変えることで多彩な磁気構造をみせる。NpFeGaは、Q=(1/2 1/2 0)で2段に磁気秩序を示す反強磁性体であり、ユニークな特徴としてNpサイトだけでなく、Feサイトにも磁気モーメントが存在する。磁気形状因子の解析結果から、Feに軌道磁気モーメントが存在する可能性があることがわかった。本来、凍結されているはずのFeの軌道磁気モーメントが結晶中では誘起されているならば、非常に興味深い。
梶本 亮一; 中村 充孝; 横尾 哲也*; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 柴田 薫; 鈴谷 賢太郎; et al.
no journal, ,
4SEASONSはJ-PARC/MLFのパルス中性子源におけるチョッパー分光器の一つである。中程度の分解能(
% at 
)ながら300meVまでのエネルギー領域で非常に高い検出効率を実現し、高温超伝導体及びその関連物質における新奇なスピン・格子ダイナミクスによって生じる弱い非弾性散乱データを効率的に検出することを目的としている。そのために本分光器は高
(
-4)スーパーミラーによる楕円型収束ガイド管を備え、長尺(2.5m)
He位置敏感型検出器を真空散乱槽の内部に円筒状に配列するなどの工夫をこらしている。さらに、専用Fermiチョッパー(MAGICチョッパー)による多エネルギー同時測定やHeスピンフィルターを利用した偏極解析にも対応する。4SEASONSの建設は現在進行中であり、2008年12月に利用開始となる予定である。本発表では4SEASONSの設計及び建設の現状について報告する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 横尾 哲也*; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 高橋 伸明; 河村 聖子; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.
no journal, ,
Fermiチョッパー型非弾性散乱装置「四季」は、楕円収束型ガイド管,大面積検出器,多重
同時測定法等の先進的な仕様を備え、数百meV以下の領域において従来の同種の装置に比べて測定効率の大幅な向上を目指した装置である。昨年9月に最初の中性子ビームを受け入れて以来装置調整を続けていたが、今年6月に最初の非弾性散乱測定に成功した。まだ一部整備中の機器を残すものの、すでに多重同時測定の実証に成功するなど、順調な滑り出しを見せている。本発表では装置の基本性能,整備状況などをコミッショニングの結果を交えながら紹介する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 横尾 哲也*; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 高橋 伸明; 河村 聖子; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.
no journal, ,
「四季」は大強度陽子加速器施設(J-PARC)物質・生命科学実験施設(MLF)のパルス中性子源に建設されたフェルミチョッパー型中性子分光器である。中性子非弾性散乱測定によって高温超伝導体等に見られる新奇な磁気励起・フォノンを効率よく調べることを目的としており、国内外の他の同種の装置に比べて熱中性子領域においてより高い測定強度・測定効率を達成することを目指している。本装置は2008年9月より中性子ビームを使った機器調整を進めていたが、2009年6月よりいよいよ非弾性散乱測定を開始した。そこでは早くも非弾性散乱の新手法の実証実験に成功するなど装置性能の高さを予感させる結果が得られている。最近はさらに装置整備を進めるとともに、高温超伝導酸化物等を対象とした本格実験も開始した。本発表では装置の現状について整備状況及び最近の実験データを交えて報告する。
中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 横尾 哲也*; 水野 文夫; 藤田 全基*; 新井 正敏
no journal, ,
複数の異なる入射エネルギーを利用することにより、一次元反強磁性体CuGeO
の動的構造因子二次元マップを複数個同時に観測することに成功した。この実験手法により飛行時間測定における不感時間を減少することができるようになり、測定効率を飛躍的に向上させることが可能となる。J-PARCのフェルミチョッパー分光器「四季」を使って達成した本成果は、非弾性中性子散乱実験の新しい可能性を切り開くものである。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 横尾 哲也*; 藤田 全基*; 中谷 健; 新井 正敏
no journal, ,
In order to increase the measurement efficiency in inelastic neutron scattering, a so-called repetition rate multiplication (RRM) method was proposed for a time-of-flight spectrometer at a pulsed source. Recently, we succeeded in performing a multiple-incident energy measurement by this technique on a single crystal sample on a Fermi-chopper spectrometer 4SEASONS, which was newly developed at Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) and started its operation very recently. It was the first demonstration of the new technique by a Fermi-chopper spectrometer, and may be the first example to show the real potential of the technique. The multiple-incident energy measurement is now commonly performed on 4SEASONS. In this talk, we show how we realize the RRM method and how it is useful with some examples obtained on the spectrometer.
梶本 亮一; 中村 充孝; 横尾 哲也*; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 高橋 伸明; 河村 聖子; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.
no journal, ,
J-PARC・MLFのBL01ビームラインに建設されたフェルミチョッパー中性子分光器「四季」は中性子非弾性散乱測定によって高温超伝導体等に見られる新奇な磁気励起・フォノンを効率よく調べることを目的としており、国内外の他の同種の装置に比べて熱中性子領域においてより高い測定強度・測定効率を達成することを目指している。本装置は2010年の1月にT0チョッパーのトラブルに見舞われ高エネルギー領域での実験が困難な状況に置かれたものの、低エネルギー領域を中心に高温超伝導物質やその関連物質等を対象にさまざまな実験を進めている。本発表では最近の実験データを交えながら、装置の現状,測定データの例,問題点,改修予定等について報告する。
石角 元志; 永井 佑紀; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 脇本 秀一; 中村 博樹; 町田 昌彦; et al.
no journal, ,
鉄系高温超伝導体が東京工業大学の細野研究室において発見されて以来もうすぐ3年になるが、超伝導転移温度(
)は最高で55Kと、銅酸化物高温超伝導体に続く2番目に高い物質系となっている。そのなかで最初に発見されたLaFeAsO
F
(
=28K)系と最近、オーダーパラメータにノードが発見され話題となったBaFe
(As,P)の粉末試料を、われわれはフェルミチョッパー型分光器(四季:BL01)を用いて調べてきたので、その結果について報告する。
superconductors石角 元志; 樹神 克明; 脇本 秀一; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 永井 佑紀; 中村 博樹; 町田 昌彦; et al.
no journal, ,
さまざまな種類の鉄系超伝導体の中で、われわれはフェルミチョッパー分光器(四季:J-PARC)を用いて、LaFeAsOF (=28K)とBaFe(As,P) (=31K)を中心に研究してきた。これまで得られたデータをもとにして高と磁気揺らぎの関係性について議論する。
の磁気揺らぎの消失石角 元志; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 脇本 秀一; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 新井 正敏; et al.
no journal, ,
われわれは、鉄系超伝導体の中でも比較的の低いLaFePO(=5K)の多結晶試料(34g)の非弾性中性子散乱測定を四季分光器(J-PARC)を用いて行った。測定は超伝導状態における共鳴モードの影響を避けるため、常伝導状態(
=30K)において行い、参照物質としてスピン揺らぎがある(ない)ことがわかっているLaFeAs(OF) x=8.2%(15.8%)も同時に行った。その結果、この系において
-M点間のネスティングによる磁気揺らぎは観測されなかった。このことは電子オーバードープのLaFeAsOF (x=15.8%, 
7K)と同様な特徴である。高い(=29K)を持つx=8.2%で磁気揺らぎが観測されていることを鑑みると、-M点間のフェルミ面に由来する磁気揺らぎと高いとの強い相関を示唆する。講演ではこの系において磁気揺らぎが消失した原因についてネスティング条件と関連して考察したい。
梶本 亮一; 中村 充孝; 横尾 哲也*; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 高橋 伸明; 河村 聖子; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.
no journal, ,
J-PARC・MLFのBL01ビームラインに建設されたフェルミチョッパー中性子分光器「四季」は中性子非弾性散乱測定によって高温超伝導体等に見られる新奇な磁気励起・フォノンを効率よく調べることを目的としており、国内外の他の同種の装置に比べて熱中性子領域においてより高い測定強度・測定効率を達成することを目指している。本装置は長らくT0チョッパーのトラブルに見舞われ高エネルギー領域での実験が困難な状況に置かれたものの、低エネルギー領域を中心にさまざまな実験を進めてきた。また、最近になってT0チョッパーが設置されたことにより高エネルギー領域のバックグラウンドが改善され、今後は高エネルギー領域での実験も期待される。さらにソフトウェアの発展と相俟って従来チョッパー分光器では苦手とされてきた三次元系の測定も可能となってきた。本発表では最近の実験データを交えながら、装置の現状、測定データの例、問題点、改修予定等について報告する。
(As,P)の磁気散乱石角 元志; 永井 佑紀; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 脇本 秀一; 中村 博樹; 町田 昌彦; et al.
no journal, ,
われわれは、鉄系超伝導体LaFeAsOF(
=28K)及びBaFe(As,P)(=31K)の粉末試料を用いた非弾性中性子散乱の測定を系統的に行ってきたので、その結果について報告する。
石角 元志*; 樹神 克明; 梶本 亮一*; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 脇本 秀一; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 新井 正敏; et al.
no journal, ,
We performed inelastic neutron scattering on relatively low-
( 5 K) iron-based superconductor LaFePO by using chopper spectrometer 4SEASONS in J-PARC. According to the experimental results, magnetic fluctuation arising from 
point Fermi surface nesting is not observed in this system. This feature is similar to electron-overdoped LaFeAsOF (
=15.8%, ( 7 K). Considering the observation of the magnetic fluctuation in LaFeAsOF of =8.2% with relatively high- (=29 K), this observation indicates strong correlation between magnetic fluctuation due to the point Fermi surface nesting and high . In the session, we will discuss the reason why magnetic fluctuation disappeared in LaFePO by comparing the other iron-based superconductor systems that we have been studied so far.
の磁気相図と磁場誘起秩序目時 直人; 金子 耕士; 芳賀 芳範; 水野 文夫; 菅井 孝志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸
no journal, ,
アクチノイド化合物は、遍歴的な多体f電子状態が実現している系として大変興味深い。最近のわれわれのNpTGaについての系統的な中性子散乱実験の結果、この遍歴的な多体f電子系の多彩な磁気構造にNp5f電子の持つ軌道自由度が重要な役割を持ち、軌道(多極子)秩序が実現している可能性が高いことを報告した。今回、立方晶対称性を持つためにより軌道縮退の効果が大きいと考えられるNpInの磁気相図と磁気秩序について、磁場中の中性子散乱実験を行って明らかにした結果について報告する。ゼロ磁場では強磁性と、低温で(3/8 3/8 3/8)の磁気秩序を観察し、過去の報告と矛盾しないことを確認した。さらに磁場中で、(1/2 1/2 0)の波数の新しい秩序が生じることを発見した。偏極解析の結果、この反強磁性変調が磁場平行で、しかも磁気異方性と矛盾するという驚くべき結果が得られた。これはPrOs
Sb
における磁場誘起反強四極子秩序と同じであり、多極子秩序の可能性が強く示唆される。
磁場中中性子散乱実験水野 文夫; 菅井 孝志; 目時 直人; 芳賀 芳範; 金子 耕士; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*
no journal, ,
NpInは圧力誘起超伝導体CeInや反強四極子化合物PrPbと同じ立方晶AuCu型の化合物である。磁化測定、及び比熱測定から、T
=14KとT
=10Kにおける強磁性及び反強磁性秩序や、磁場中においてこれまで知られていなかった磁場誘起秩序相(AF+FM)が発見されている。前回、縦磁場及び横磁場マグネットを用いた実験によって、磁場誘起秩序相での磁気構造の情報を得た。今回、AF+FM相での磁気構造をより確かなものとするために、偏極中性子散乱実験を行った。偏極実験は偏極した中性子のスピンの散乱具合により、磁気構造の情報を得る手段である。その結果、AF+FM相において、反強磁性磁気モーメントが磁場方向に対して、平行に向いているということが明らかとなった。
の秩序状態の研究菅井 孝志; 水野 文夫; 浄念 信太郎*; 金子 耕士; 目時 直人; 芳賀 芳範; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*
no journal, ,
NpFeGaは、Np及びFeサイトに磁気モーメントを持つ2段に磁気秩序する反強磁性体である。これまで、この化合物における5f電子の軌道の寄与について磁気形状因子を解析することで研究してきた。Cuモノクロメータを使用した中性子散乱実験を行い、より広範囲の磁気反射データから磁気形状因子について議論が可能となった。またNMRから提案されている低温側の秩序相における磁気モーメントのc面内成分について、磁場中偏極中性子散乱実験の結果も報告する。
