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論文

${it Neocalanus cristatus}$ (Copepoda) from a deep sediment-trap; Abundance and implications for ecological and biogeochemical studies

池上 隆仁*; 乙坂 重嘉*; 本多 牧生*; 喜多村 稔*; 三野 義尚*; 成田 尚史*; 小林 卓也

Frontiers in Marine Science (Internet), 9, p.884320_1 - 884320_11, 2022/05

2011年8月5日から2013年6月23日の期間において日本の太平洋沖に設置したセディメントトラップで採取されたメソ動物プランクトンスイマー(沈降粒子ではなく、能動的にトラップに入ってきた動物プランクトン)の季節変動を解析した。スイマーのほとんどはNeocalanus cristatus(亜寒帯域を代表するカイアシ類で成長に伴い深層に潜る(季節的鉛直移動))と中深層に生息するメソ動物プランクトンであり、トラップの設置水深の動物プランクトン相をよく反映していた。観察されたNeocalanusの成長段階はすべて亜成体$$sim$$成体であることから、Neocalanusの個体数フラックスは季節的鉛直移動に伴う鉛直方向のフラックス(アクティブフラックス)と見なすことができる。Neocalanusのアクティブフラックスによる炭素輸送量を計算したところ、北太平洋の外洋域の沈降粒子による有機炭素フラックスに匹敵した。

論文

Vertical and lateral transport of particulate radiocesium off Fukushima

乙坂 重嘉; 中西 貴宏; 鈴木 崇史; 佐藤 雄飛; 成田 尚史*

Environmental Science & Technology, 48(21), p.12595 - 12602, 2014/11

 被引用回数:20 パーセンタイル:60.12(Engineering, Environmental)

福島第一原子力発電所から約100km東方の沖合に、2011年8月から約2年間にわたってセジメントトラップを設置し、事故由来の放射性セシウムの海底への輸送フラックスを見積もるとともに、鉛同位体濃度等を指標として沈降粒子の輸送過程を解析した。$$^{137}$$Cs粒子束は観測期間の初期に高く、季節的に変動しながら全体として減少傾向を示した。この放射性セシウムの粒子束は、主に2つのモードで制御されていた。一つ目は表層水中で放射性セシウムを取り込んだ粒子の急速な鉛直輸送(鉛直モード)であった。このモードは、特に事故後の早い段階で支配的であり、観測点付近の海底における放射性セシウムの分布を形成したと推測された。二つ目のモードは、海底付近に運ばれた粒子状放射性セシウムの再移動であった(水平モード)。福島周辺の広域で採取した海底堆積物中の$$^{137}$$Cs/$$^{210}$$Pb比を沈降粒子と比較することにより、水平モード時に堆積物が移動する範囲は数十km程度であると推定された。

論文

Electron compound nature in a surface atomic layer of a two-dimensional hexagonal lattice

松田 巌*; 中村 史一*; 久保 敬祐*; 平原 徹*; 山崎 詩郎*; Choi, W. H.*; Yeom, H. W.*; 成田 尚司*; 深谷 有喜; 橋本 美絵*; et al.

Physical Review B, 82(16), p.165330_1 - 165330_6, 2010/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:43.25(Materials Science, Multidisciplinary)

一価金属の共吸着でSi(111)表面上に形成される$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造は、表面状態の電子数と吸着金属の原子数の割合が常に一定で形成される。このことは、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が電子化合物の特性を持つことを意味している。われわれは、二次元表面合金相である$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造の安定性を調べるために、Hume-Rothery型化合物における代表的な2つの理論、Jones model及びpseudopotential modelを用いて解析を行った。解析の結果、二次元表面合金相においてはJones modelが破綻しており、pseudopotential modelにおける二次元の表面状態電子を介した中距離原子間相互作用の重要性を見いだした。

論文

Metal co-adsorption induced $$sqrt{21}timessqrt{21}$$ superstructure on Si(111) surface studied by reflection high-energy positron diffraction

深谷 有喜; 松田 巌*; 橋本 美絵; 成田 尚司*; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 7, p.432 - 435, 2009/04

Si(111)-$$sqrt{3}timessqrt{3}$$-Ag表面上に、微量のAgやAuなどの貴金属原子を吸着させると、電気伝導度の上昇を伴って、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が形成される。$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-Agと$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Ag,Au)超構造の原子配置は、これまでにさまざまな研究手法を用いて調べられており、これらの超構造はほとんど同一であると考えられる。最近、Si(111)-5$$times$$2-Au表面上へのAg原子の吸着によっても、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造($$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag))が発現することが見いだされた。この新しい$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造の原子配置は、現在のところ全く不明である。そこで本研究では、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、この新しい$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造の解明を行った。$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造からのRHEPDパターンの強度分布とロッキング曲線の形状は、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Ag,Au)超構造からのものに似ていることがわかった。これらの観測結果は、新しい$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造が他の$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造に近い原子配置をとっていることを示唆している。詳細な原子配置を決定するために、動力学的回折理論に基づく強度計算を行い、他の$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造との比較から、今回の新たな$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造を議論する。

論文

Atomic scale study of surface structures and phase transitions with reflection high-energy positron diffraction

河裾 厚男; 深谷 有喜; 橋本 美絵; 一宮 彪彦; 成田 尚司*; 松田 巌*

Materials Science Forum, 607, p.94 - 98, 2008/11

現在、われわれは反射高速陽電子回折による表面物性研究を行っている。反射高速陽電子回折の優位性は表面第一層での陽電子全反射の発現にある。報告では、幾つかの未知の表面構造と相転移について、最新の研究結果を報告する。

口頭

Hume-Rothery電子化合物の合金単原子層

松田 巌*; 深谷 有喜; 橋本 美絵; 成田 尚司*; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

no journal, , 

バルク固溶体の金属合金の中には、Cu-Zn系で知られているように、電子数と原子数の割合によって結晶構造が決まるものがあり、それらはHume-Rothery型化合物と呼ばれている。形成にはフェルミ球とブリルアン・ゾーン境界の接触が重要であることがわかっているもののその安定性は現在でも議論されており、最近では準結晶との密接な関係も指摘されている。本研究グループでは、半導体結晶表面上の金属単原子層についてこれまでのさまざまな系について研究してきた。Si結晶表面への金属吸着系には300以上も表面秩序相が存在する。その中でSi(111)基板上への一価金属(アルカリ金属,貴金属)の共吸着で形成する$$sqrt{21}timessqrt{21}$$相は、吸着金属の原子数と表面状態の電子数の割合は常に一定であることに気が付いた。そこでこの2次元表面合金相について、角度分解光電子分光法でフェルミ面マッピングをしたところ、フェルミ面とブリルアン・ゾーン境界は効率よく交差しており、フェルミ準位近傍に擬ギャップが形成していることがわかった。すなわちこの$$sqrt{21}timessqrt{21}$$合金相は、珍しい純粋な2次元系におけるHume-Rothery型化合物である。当日は光電子フェルミ面マッピングによる電子構造と回折やSTMなどによる原子構造に関する実験データを詳細に解説し、さらにJones model及びpseudopotential modelによる理論計算から安定化エネルギーについても議論する。

口頭

反射高速陽電子回折によるSi(111)-$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の解析

深谷 有喜; 松田 巌*; 橋本 美絵; 成田 尚司*; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

no journal, , 

Si(111)-$$sqrt{3}timessqrt{3}$$-Ag表面上に微量のAgやAu原子を吸着させると、表面電気伝導度の急激な上昇を伴って、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が発現する。この超構造は、さまざまな手法を用いて調べられており、吸着原子種(Ag,Au)によらず同一の原子配置をとっていると考えられる。最近の研究では、Si(111)-5$$times$$2-Au表面上へのAg原子吸着によっても、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が発現することがわかった。この新しい$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の原子配置は、現在のところ全く不明である。本研究では、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、新たな$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の原子配置を決定した。$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造からのRHEPDパターンの強度分布は、これまでの$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造からのものに似ていた。さらに、さまざまな入射方位でロッキング曲線を測定したところ、わずかなピーク位置のずれはあるものの、それらの形状もこれまでのものに似ていることがわかった。以上の結果から、新たな$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の原子配置は、これまでの$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造とほとんど同一であることが示唆される。

口頭

反射高速陽電子回折による貴金属吸着誘起Si(111)-$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造の研究

深谷 有喜; 松田 巌*; 橋本 美絵; 成田 尚司*; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

no journal, , 

典型的な2次元金属表面であるSi(111)-$$sqrt{3}timessqrt{3}$$-Ag表面上に、AgやAuなどの貴金属原子を微量に吸着させると、表面電気伝導度の急激な上昇を伴って、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が発現する。最近、松田らの研究から、Si(111)-5$$times$$2-Au表面上へのAg原子吸着によっても、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が発現することがわかり、この超構造が二次元系のヒュームロザリー相である可能性を示唆している。この新しい$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の原子配置は、現在のところ全く不明である。本研究では、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、新たな$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の原子配置を調べた。観測した$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造からのRHEPDパターンの強度分布は、これまでの$$sqrt{3}timessqrt{3}$$-Agを下地として作成した$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造からのものに似ている。さらに、さまざまな入射方位でロッキング曲線を測定したところ、わずかなピーク位置のずれはあるものの、それらの形状もこれまでのものに似ていることがわかった。動力学的回折理論に基づく強度解析の結果、新たな$$sqrt{21}timessqrt{21}$$-(Au,Ag)超構造の原子配置は、これまでの$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造とほとんど同一であることがわかった。

口頭

福島県沖における放射性セシウムの沈降粒子束

乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 中西 貴宏; 成田 尚史*; 加藤 義久*

no journal, , 

福島第一原子力発電所から約100km東方の沖合に、2011年8月から約1年間に渡ってセジメントトラップを設置し、26日間隔で13期間の沈降粒子を採取した。実験で得られた沈降粒子中の$$^{134}$$Csの分析結果から、福島第一原子力発電所事故由来の放射性セシウムの海底への輸送量と輸送機構を解析した。$$^{134}$$Csの沈降粒子束は、4から97mBq/m$$^{2}$$/dayで変化しており、2011年8月から9月にかけて大きく、一旦減少した後、2011年12月に再び増加し、2012年5月にかけて緩やかな減少傾向を示した。沈降粒子中の$$^{134}$$Cs濃度は、5から415Bq/kgの範囲で変化しており、全体として減少傾向が見られたが、2011年12月に一時的に高い値を示した。この期間には、沈降粒子中の陸起源成分の濃度や、炭素/窒素比がともに増加したことなどから、観測点周辺海域の堆積物が再移動し、沈降粒子の一部として捕捉されたものと推測される。事故によって影響を受けた堆積物も同様に移動し、結果的に、沈降粒子中の$$^{134}$$Cs濃度が増加したと考えられる。

口頭

福島県沖における放射性セシウムの沈降粒子束

乙坂 重嘉; 佐藤 雄飛; 鈴木 崇史; 成田 尚史*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故によって海洋に放出された放射性セシウムの海底付近での輸送過程を把握するため、福島第一原発から約100km東方の沖合に、2011年8月から約2年間にわたってセジメントトラップを設置し、26日間隔で26期間の沈降粒子を採取した。得られた沈降粒子中の放射性セシウムの分析結果から、海底への放射性セシウムの輸送量と輸送機構を解析した。$$^{137}$$Cs粒子束は観測序盤に高く、2011年9月に最大(98m Bq/m$$^{2}$$/day)となった後、年3回の極大を示しながら全体として減少した。放射性セシウムの粒子束は、主に2つのモードで制御されていた。一つ目は表層水中で放射性セシウムを取り込んだ粒子の急速な鉛直輸送(夏モード)であった。このモードは、特に事故後の早い段階で支配的だったと考えられ、観測点付近の海底における放射性セシウムの分布を形成したと推測された。二つ目のモードは、海底付近に運ばれた粒子状放射性セシウムの再移動であった(冬モード)。冬モードにおける粒子状放射性セシウムの輸送は、大規模ではないものの、放射性セシウムの再分布を長期にわたって制御する主要機構として注目すべきと言える。

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