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論文

Nonthermalized para-positronium ($$p$$-Ps) in fluorinated polymers and silica glass

小林 慶規*; 佐藤 公法*; 山脇 正人*; 満汐 孝治*; 岡 壽崇; 鷲尾 方一*

Journal of Physics; Conference Series, 3029, p.012001_1 - 012001_7, 2025/06

https://doi.org/10.1088/1742-6596/3029/1/012001

We discuss nonthermalized $textit{para}$-positronium ($textit{p}$-Ps) in fluorinated polymers [Polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polyvinyl fluoride (PVF)], and silica glass based on the Tao-Eldrup model, which takes account of Ps captured at different energy levels. Comparison of the energy of $textit{p}$-Ps estimated by positron annihilation age-momentum correlation (AMOC) with the calculation based on the Tao-Eldrup model reveals that $textit{p}$-Ps increasingly occupies higher energy levels in the polymers as more hydrogen is substituted by fluorine. In silica glass consisting of silicon (heavier than fluorine) and oxygen only the contribution of the lowest excited levels may be significant. These results are qualitatively in line with the previous observation for the energy dissipation of $textit{ortho}$-positronium ($textit{o}$-Ps) in nanoporous silica films.

論文

Topological spin-orbit torque in ferrimagnetic Weyl semimetal

目黒 智成*; 小沢 耀弘*; 小林 浩二*; 荒木 康史; 野村 健太郎*

Physical Review Research (Internet), 7(2), p.L022065_1 - L022065_8, 2025/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.7.L022065

We theoretically find a topological spin-orbit torque (SOT) in the compensated ferrimagnetic Weyl semimetal Ti$$_{2}$$MnAl. The topological SOT arises from all the occupied states, which is free from dissipation. However, it is negligible in metallic magnets and was not reported in Weyl semimetals. We show the enhancement of the topological SOT from the mixed Berry curvature around the Weyl points in Ti$$_{2}$$MnAl. This finding provides a guiding principle for designing highly efficient SOT devices using the topological nature of ferrimagnetic Weyl semimetals.

報告書

TVF3号溶融炉運転条件確認試験

朝日 良光; 福田 茂樹; 白水 大貴; 宮田 晃志; 刀根 雅也; 勝岡 菜々子; 前田 裕太; 青山 雄亮; 新妻 孝一; 小林 秀和; et al.

JAEA-Technology 2024-024, 271 Pages, 2025/03

JAEA-Technology-2024-024.pdf:33.98MB
JAEA-Technology-2024-024-hyperlink.zip:31.96MB

東海再処理施設で発生した高レベル放射性廃液のガラス固化に用いるTVF3号溶融炉(以下、3号炉)を製作し、この溶融炉でガラス固化体18本分のガラスを溶融・流下するコールド運転を行った。ガラス原料には、ホット運転で処理するものと同等の廃液成分を非放射性元素で置き換えた模擬廃液とガラスファイバーカートリッジを使うことで、溶融ガラス液面に仮焼層を形成させた。TVF2号溶融炉(以下、2号炉)と3号炉の構造の違いに起因する溶融炉固有の温度特性を考慮し、運転操作に用いるパラメータには、2号炉で使ってきたものを修正して適用した。本試験の結果、溶融炉各部の温度推移を確認しながら適切に運転できるパラメータ値を見出すことができ、2号炉のコールド運転に比べ、溶融ガラス温度は高く、二つある主電極の冷却は片側あたり約1kW小さいとき、安定的に運転できることが分かった。主電極間のジュール加熱電力を39kW、主電極冷却空気流量を26Nm$$^3$$/hで運転し炉底加熱方法を改良することで、流下前の炉底加熱時間をこれまでより2時間短い約5時間で完了できる見通しを得た。運転期間中は、炉内のガラス温度分布やケーシング表面の温度推移を計測し、今後のシミュレーションモデル開発に有効なデータが得られた。炉内の溶融ガラスの白金族元素濃度が飽和した後に、原料供給と流下を2日間停止する保持運転を行い、炉底部への白金族元素の沈降を遅らせる一定の効果があることを確認した。保持運転中に仮焼層の溶融過程を観察し、薄膜状の流動しない層が確認されたことから、流動計算で液面にNo-slip境界条件を設定する根拠を得た。流下ガラスの成分を分析して白金族元素の流下特性を調査した結果、運転中に溶融炉に蓄積する白金族元素の量は2号炉と比較して少なかった。溶融ガラスを全量流下した後の炉内には、残留ガラスやレンガ片などの異物は確認されなかった。白金族元素の蓄積による運転停止を判断する基準は、流下終了から炉底ガラス温度850$$^{circ}$$Cへ低下するまでの時間を10.3h以上、主電極間補正抵抗値を0.12$$Omega$$以下と試算したが、今後のホット運転の結果に応じ再検討が必要である。

論文

Dissolution behavior of U$$_{3}$$O$$_{8}$$, FeUO$$_{4}$$, and UO$$_{2}$$-Zr-stainless steel system samples generated in an oxidative atmosphere in the presence of malonic acid

頓名 龍太郎*; 佐々木 隆之*; 岡本 芳浩; 小林 大志*

Journal of Nuclear Materials, 605, p.155561_1 - 155561_9, 2025/02

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2024.155561
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

The dissolution behavior of UO$$_{2}$$-Zr-SS samples heated under oxidative conditions, along with the single uranium phases formed in the samples (U$$_{3}$$O$$_{8}$$ and FeUO$$_{4}$$), was investigated through static leaching tests using malonic acid. Malonic acid promoted the dissolution of both U$$_{3}$$O$$_{8}$$ and FeUO$$_{4}$$ solid phases owing to complex formation. The uranium concentrations of U$$_{3}$$O$$_{8}$$ and FeUO$$_{4}$$ increased with malonic acid concentration and matched at steady state. In the absence of malonic acid, the U concentration of FeUO$$_{4}$$ was less than its solubility because of uranium adsorption on an iron hydrolysis solid phase. The uranium concentration after long immersion of the UO$$_{2}$$-Zr-SS system samples could be explained by the behavior of U$$_{3}$$O$$_{8}$$ and FeUO$$_{4}$$. In the absence of malonic acid, U concentration decreased owing to adsorption onto the iron solid phase, similar to the behavior of FeUO$$_{4}$$. In contrast, in the presence of malonic acid, U concentration was consistent with that observed for U$$_{3}$$O$$_{8}$$ and FeUO$$_{4}$$.

論文

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer and $$mu^+$$SR studies of Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$

筒井 智嗣; 伊藤 孝; 中村 仁*; 吉田 実生*; 小林 義男*; 依田 芳卓*; 中村 惇平*; 幸田 章宏*; 東中 隆二*; 青木 大*; et al.

Interactions (Internet), 245(1), p.55_1 - 55_9, 2024/12

https://doi.org/10.1007/s10751-024-01900-6

$$^{149}$$Sm SR-based M$"{o}$ssbauer and muon spin relaxation ($$mu^+$$SR) spectroscopies have been applied to Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$. The temperature dependence of the $$^{149}$$Sm SR-based M$"{o}$ssbauer spectra in the paramagnetic state implies the presence of dynamical nuclear Zeeman and/or quadrupole interactions. The time differential $$mu^+$$SR spectra also exhibit a marked temperature dependence in the paramagnetic state, indicating the presence of magnetic fluctuation in Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$ at least. These results in the present work infer that the dynamical hyperfine interactions observed using the mutually complementary spectroscopic methods are connected with the mechanism of the heavy fermion behavior in Sm$$_3$$Ru$$_4$$Ge$$_{13}$$.

論文

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer spectroscopy of Sm-based heavy fermion compounds

筒井 智嗣; 東中 隆二*; 水牧 仁一朗*; 小林 義男*; 中村 仁*; 伊藤 孝; 依田 芳卓*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*

Interactions (Internet), 245(1), p.9_1 - 9_10, 2024/12

https://doi.org/10.1007/s10751-024-01851-y

$$^{149}$$Sm synchrotron-radiation-based M$"{o}$ssbauer spectroscopy has been applied to Sm-based heavy fermion intermetallics, Sm$$Tr_2$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$ = Ti, V and Cr) and SmOs$$_{4}$$Sb$$_{12}$$. The isomer shifts obtained demonstrate that the Sm valence states in these compounds are intermediate. Since the difference of the isomer shifts in 22.502 keV $$^{149}$$Sm M$"{o}$ssbauer effect between Sm$$^{2+}$$ and Sm$$^{3+}$$ state is comparable to the 2nd order Doppler shift, consideration of the 2nd order Doppler shift is required to precisely discuss Sm valence state through the shifts of the M$"{o}$ssbauer spectra. In addition, the plots of the isomer shifts obtained by the M$"{o}$ssbauer spectroscopy against the Sm valence states estimated from Sm L-edge X-ray absorption spectroscopy exhibit a linear correlation except for that in SmOs$$_4$$Sb$$_{12}$$. This implies that the origin of the intermediate valence state in SmOs$$_4$$Sb$$_{12}$$ differs from that in Sm$$Tr_2$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$ = Ti, V and Cr).

論文

Pulsed muon facility of J-PARC MUSE

下村 浩一郎*; 幸田 章宏*; Pant, A. D.*; 砂川 光*; 藤森 寛*; 梅垣 いづみ*; 中村 惇平*; 藤原 理賀; 反保 元伸*; 河村 成肇*; et al.

Interactions (Internet), 245(1), p.31_1 - 31_6, 2024/12

https://doi.org/10.1007/s10751-024-01863-8

J-PARC Muon Facility: MUSE (Muon Science Establishment) is responsible for the inter-university user program and the operation, maintenance, and construction of the muon beamlines, namely D-line, S-line, U-line, and H-line, along with the muon source at J-PARC Materials and Life Science Facility (MLF). In this paper, recent developments are briefly presented.

論文

BWR下のSUS304L鋼で生じる粒内応力腐食割れに及ぼす結晶粒微細化の影響

広田 憲亮; 中野 寛子; 武田 遼真; 井手 広史; 土谷 邦彦; 小林 能直*

材料の科学と工学, 61(6), p.248 - 252, 2024/12

SUS304Lステンレス鋼の0.2%耐力に関する比較分析により、ひずみ速度が低下するほど、温度が上昇するほど、0.2%耐力は著しく低下することが明らかとなった。一方で結晶粒径を68.6$$mu$$mから0.59$$mu$$mに微細化した場合における低ひずみ速度下での0.2%耐力への強度低下率の影響は小さかった。しかし、結晶粒微細化は、室温に比べて原子炉運転温度下での0.2%耐力低下には影響を及ぼした。粒内応力腐食割れ(SCC)を促進する条件下での低ひずみ速度引張試験では、28.4$$mu$$m以下の結晶粒径を持つSUS304Lに対しては、原子炉運転温度下での破断ひずみと同等の値を示したが、粗粒のSUS304Lでは破断ひずみが低下した。微細構造解析では、より結晶粒が微細な材料で87%以上の延性破面が観察され、特に0.59$$mu$$mの結晶粒径を持つSUS304Lでは{111}/$$Sigma$$3粒界が数多く存在する一方で、結晶粒径が大きくなるにつれてその割合が減少していた。これらの結果は、結晶粒微細化により、{111}/$$Sigma$$3粒界の増加を通じて、腐食の進行が遅延し、粒内SCCが抑制されたことを示唆している。

論文

Dissolution behavior of calcium uranate under oxidizing and reducing conditions

加藤 雄斗*; 佐々木 隆之*; 頓名 龍太郎*; 小林 大志*; 岡本 芳浩

Applied Geochemistry, 175, p.106196_1 - 106196_9, 2024/11

https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2024.106196
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Geochemistry & Geophysics)

To assess the chemical stability of CaUO$$_{4}$$ in different aqueous environments, static immersion tests were performed under various redox conditions and carbonate ion concentrations. The dissolution mechanism of CaUO$$_{4}$$ was examined using data from solid and liquid analyses, along with chemical thermodynamic calculations. Under reducing conditions and without carbonate, U(VI) in CaUO$$_{4}$$ was reduced to U(V) and the mineral was converted into non-stoichiometric CaUO$$_{4-x}$$. The dissolved uranium was then further reduced to U(IV) in the aqueous media, forming UO$$_{2}$$(am), which controlled the U solubility. Under oxidizing conditions and in the absence of carbonate, dissolved uranium formed metaschoepite ((UO$$_{3}$$)2H$$_{2}$$O(cr)) at pH $$leqq$$ 7 and sodium diuranate (Na$$_{2}$$U$$_{2}$$O$$_{7}$$H$$_{2}$$O(cr)) at pH $$>$$ 7, which controlled uranium solubility. In oxidizing conditions with carbonate present, the apparent solubility of U was lower than predicted by the solid-phase solubility calculations. The concentration of U was constrained to levels similar to that of calcium when the calcium concentration reached saturation with CaCO$$_{3}$$. Additionally, the dissolution of calcium from CaUO$$_{4}$$ influenced uranium dissolution.

論文

Self-learning path integral hybrid Monte Carlo with mixed ${it ab initio}$ and machine learning potentials for modeling nuclear quantum effects in water

Thomsen, B.; 永井 佑紀*; 小林 恵太; 濱田 幾太郎*; 志賀 基之

Journal of Chemical Physics, 161(20), p.204109_1 - 204109_18, 2024/11

https://doi.org/10.1063/5.0230464
 被引用回数：1 パーセンタイル：42.16(Chemistry, Physical)

SL-PIHMC-MIX法は、第一原理計算と機械学習ポテンシャルを混合した自己学習型経路積分ハイブリッドモンテカルロ法である。SL-PIHMC-MIX法を用いると、第一原理経路積分分子動力学法(PIMD法)よりも、室温の水の構造を計算し収束させるのに必要な第一原理DFT計算の回数を一桁減らすことができる。

論文

Study on performance evaluation of self-actuated shutdown system for sodium-cooled fast reactor; Flow field measurement around a curie point electromagnet

山崎 僚太; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計

Proceedings of 13th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS13) (Internet), 7 Pages, 2024/11

A self-actuated shutdown system (SASS) is one of the innovative technologies for a sodium-cooled fast reactor. The SASS is a passive reactor-shutdown system that utilizes a Curie point electromagnet (CPEM), which features the characteristic of losing magnetism when the magnet temperature reaches the Curie point. The control rod with the CPEM is inserted into the core by gravity without recourse to any active shutdown system. To allow the effective function of the SASS, it is important ensure a quick response of the CPEM following the coolant temperature increase. Therefore, the CPEM is designed to have a radial fin-like structure to improve temperature response, and a fluid is guided into the narrow gaps between fins. Accordingly, it is important to understand the flow field around the CPEM, including the gaps between fins. In this study, a water experiment was performed to understand the characteristic flow field around the CPEM and to develop the SASS performance evaluation method. The test section modeled the structure from the outlets of fuel subassemblies to the CPEM. The velocity conditions at the fuel subassembly outlet were varied between 0.26m/s (Re=25,000) and 1.55m/s (Re=150,000). The velocity in the gaps between fins was directly measured using a hot-wire anemometer. In addition, the flow field around the CPEM was measured using particle image velocimetry (PIV). As the results, the velocity distributions around the CPEM and inside the gaps between fins were quantitatively obtained. It was shown that the velocity in the gaps between fins was higher at the upstream side than at the downstream side, indicating that the fluid flowed out from the gap between fins flowing to the downstream. Furthermore, these experimental results will be used as validation data of the SASS performance evaluation method in the future.

論文

General outline of the decommissioning of the prototype fast breeder reactor Monju

小林 秀治; 成瀬 恵次; 平子 一仁; 澤崎 浩昌; 後藤 健博; 小幡 行史; 松井 一晃

Proceedings of 31st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE31) (Internet), 9 Pages, 2024/11

https://doi.org/10.1115/ICONE31-135887

高速増殖原型炉もんじゅは、ナトリウムを冷却材とする高速炉として日本で初めて廃止措置を実施する。この廃止措置は、2018年から開始され、約30年を経て、4段階の工程により完了する予定である。廃止措置第1段階は、「燃料体取出し期間」として2次系ナトリウムの抜取り及び炉心内の燃料体の燃料池への移動・貯蔵を行うとともに、建屋・設備等の汚染分布に関する評価を行う。廃止措置第2段階においては、「解体準備期間」としてナトリウム機器の解体準備のために炉心内のしゃへい体等の燃料池への移動・貯蔵、ナトリウムの搬出、水・蒸気系発電設備の解体撤去及び引き続き建屋・設備等の汚染分布に関する評価を行う。廃止措置第3段階は、「廃止措置期間I」としてナトリウム機器の解体撤去、使用済み燃料の搬出及び引き続き水・蒸気系発電設備の解体撤去を行い、最終第4段階「廃止措置期間II」において管理区域の解除と建屋等の解体撤去を実施する。本稿においてはもんじゅの廃止措置の全体概要ともんじゅ廃止措置第1段階の実績並びに現在取り組んでいる廃止措置第2段階の詳細について述べる。

論文

Development of $$alpha$$-ray visualization survey meter in high gamma and neutron background environment

坪田 陽一; 小林 賢二; 石井 達也; 平戸 未彩紀; 塩谷 聡; 中川 貴博

Radiation Protection Dosimetry, 200(16-18), p.1676 - 1680, 2024/11

https://doi.org/10.1093/rpd/ncae169
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所(FDNPS、1F)の廃止措置では、作業員が建屋内の構造物の撤去、放射能汚染の監視、建屋内の除染を行っている。作業員のスーツ表面の汚染を測定するため、高$$beta$$・$$gamma$$線バックグラウンド環境下での$$alpha$$核種の表面放射能汚染を測定・可視化できる手持ち式サーベイメータを開発した。$$alpha$$核種を選択的に測定するために、薄膜ZnS:Agシンチレータ、多チャンネル光電子増倍管(MA-PMT)、MA-PMTの各チャンネルの個別増幅回路と計数回路からなる$$alpha$$線用の手持ち式サーベイメータを設計・試作した。$$alpha$$線計数性能試験の結果、試作機は2.1 $$times$$ 10$$^{7}$$ cpmでも計数飽和せず、それを超える$$alpha$$線の計数が可能であることが示された。また、$$gamma$$線応答試験では、高強度の線源(1Sv/h以上と推定)に近接しても$$gamma$$線応答はなかった。今後は、軽量化・小型化を図るとともに、汚染環境下での実機検証を行い、可用性を高めていく計画である。

報告書

多層膜スーパーミラーを用いたWolter I型中性子磁気顕微鏡の光学設計

曽山 和彦; 林田 洋寿*; 丸山 龍治; 山崎 大; 後藤 惟樹*; 小林 勇輝*; 荒川 翔平*; 山本 有悟*; 須場 健太*; 山村 和也*

JAEA-Research 2024-006, 15 Pages, 2024/10

JAEA-Research-2024-006.pdf:1.51MB

磁性体中の磁場イメージングを目的として、Wolter I型光学系に多層膜スーパーミラーを適用した中性子磁気顕微鏡の光学設計を行った。拡大率12.5倍の拡大結像光学系について、軌跡シミュレーションコードを用いて、偏極中性子の磁性体試料によるdepolarizationの解析、レプリカ法で作製されるWolterミラーの形状精度が顕微鏡の空間分解能へ与える影響の検討を行った。その結果、マイクロメートルオーダーの空間分解能を得るために必要な形状精度に関する知見を得た。

論文

Dissolution of zirconium-cerium oxide solid solution in an aqueous system

小林 大志*; 佐藤 祐太郎*; 頓名 龍太郎*; 松村 大樹; 佐々木 隆之*; 池田 篤史

Dalton Transactions (Internet), 53(46), p.18616 - 18628, 2024/10

https://doi.org/10.1039/D4DT02272F
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

This study investigates the dissolution behaviour of zirconium-cerium oxide solid solution ((Zr,Ce)O$$_{2}$$/(Ce,Zr)O$$_{2}$$), which contains a redox-active metal of Ce (Ce(III/IV)) and is of particular importance in nuclear industry. The solid phases of the solid-solution were comprehensively characterised by powder X-ray diffraction (PXRD) with the Rietveld analysis and X-ray absorption spectroscopy (XAS) with factor analysis, indicating that the solid-solution is primarily composed of tetragonal-(Zr,Ce)O$$_{2}$$ and cubic-(Ce,Zr)O$$_{2}$$. Water immersion of the solid-solution leads to the dissolution of the solid phase at the solid-liquid interface. The addition of a reductant to the system reduces Ce(IV) in the solid-solution to -(III) at the surface, promoting the dissolution of Ce from the solid-solution phase. The release of Ce from the solid-solution also enriches the Zr content in the remaining solid-solution phase at the surface to be more insoluble.

論文

乾燥-湿潤過程における粘土鉱物のCs収着構造の解明

辻 卓也; 松村 大樹; 小林 徹

SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 12(5), p.259 - 262, 2024/10

https://doi.org/10.18957/rr.12.5.259

2:1型層状粘土鉱物には層を構成する陽イオンが同形置換することで層電荷を持ち、層間に陽イオンを取り込むことで電荷を補償する。また、層電荷の大小により異なる膨潤性を示す。風化黒雲母は比較的大きい層電荷をもつため膨潤性が低く、モンモリロナイトは層電荷が小さいため膨潤性が高い。アルミノケイ酸塩であるゼオライトは様々な細孔を持ち、その内部に水分子を持つ。これらの粘土鉱物中では、降雨等の環境の変化により異なるセシウム収着構造をとることが考えられるため、本研究では湿潤・乾燥・再湿潤状態の粘土鉱物試料に対し、Cs K吸収端X線吸収分光(X-ray Absorption Fine Structure, XAFS)測定によりセシウム近傍の局所構造解析を行った。その結果、湿潤・乾燥試料においては水分子の存在により、一部の収着サイトではセシウムを収着しにくくなり、乾燥・再湿潤試料においては収着構造に差はなく、不可逆的にセシウムが収着していることが示唆された。

論文

Local and electronic structures of NaNbO$$_3$$, AgNbO$$_3$$, and KNbO$$_3$$

米田 安宏; 小林 徹; 辻 卓也; 松村 大樹; 斎藤 祐児; 野口 祐二*

Japanese Journal of Applied Physics, 63(9), p.09SP12_1 - 09SP12_10, 2024/09

https://doi.org/10.35848/1347-4065/ad72fc
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)

NaNbO$$_3$$、AgNbO$$_3$$、KNbO$$_3$$のABO$$_3$$型ペロブスカイト系は良好な強誘電特性を持つことが知られている。我々は局所構造解析により各原子のラットリング空間を直接決定した。この解析により、大きな揺らぎを持つ結合サイトがイオンサイズの変化によって変化することを明らかにした。軟X線吸収分光法を含む実験から、Aサイトイオンは酸素と混成していることがわかった。

論文

Polarized and unpolarized neutron scattering for magnetic materials at the triple-axis spectrometer PONTA in JRR-3

中島 多朗*; 齋藤 開*; 小林 尚暉*; 川崎 卓郎; 中村 龍也; 古川 はづき*; 浅井 晋一郎*; 益田 隆嗣*

Journal of the Physical Society of Japan, 93(9), p.091002_1 - 091002_5, 2024/09

https://doi.org/10.7566/JPSJ.93.091002
 被引用回数：2 パーセンタイル：68.78(Physics, Multidisciplinary)

Neutron scattering is a powerful tool to study magnetic structures and cross-correlated phenomena originated from symmetry of the magnetic structures in matter. Among a number of neutron scattering techniques, polarized neutron scattering is quite sensitive to the orientations of the magnetic moments, which are essential to understand microscopic mechanisms of the spin-driven emergent phenomena. Here, we present POlarized Neutron Triple-Axis spectrometer PONTA in the Japan Research Reactor 3 (JRR-3), and show the present capabilities of polarized and unpolarized neutron scattering by introducing recent results from the instrument.

論文

Ferrimagnetic structure in the high-pressure phase of $$alpha$$-Mn

荒木 新吾*; 岩本 凱成*; 秋葉 和人*; 小林 達生*; 宗像 孝司*; 金子 耕士; 長壁 豊隆

Physical Review B, 110(9), p.094420_1 - 094420_7, 2024/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.110.094420
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

$$alpha$$-Mn相は、自発磁化が0.02$${mu}_{rm B}$$/Mnと比較的小さいにもかかわらず、圧力誘起弱強磁性(WFM)状態で大きな異常ホール効果(AHE)を示す。このAHEの背後にある根本的な機構を理解するために、2.0GPaの圧力下で単結晶中性子回折測定を行い、WFM相の磁気構造を決定した。I、II、III-1、IV-1位置のMnは、ほぼコリニアーな磁気モーメントが[001]方向に揃ったフェリ磁性構造を持つことを見出した。一方で、III-2とIV-2位置のMnの微小な磁気モーメントは(001)面内を向いている。この磁気構造で計算したネットの磁気モーメントの大きさ(-0.020$${pm}$$0.005)$${mu}_{rm B}$$/Mn原子)は、実験で決定された自発磁化と非常によく一致する。$$q$$ = (0, 0, 0)での磁気反射の観測は、AHEの出現の重要な条件を満たしている。

論文

Continuous structural phase transition and antiferromagnetic order in ilmenite-type NiVO$$_{3}$$

山本 孟*; 池田 理*; 本田 孝志*; 木村 健太*; 青山 拓也*; 大串 研也*; 鈴木 昭夫*; 石井 賢司*; 松村 大樹; 辻 卓也; et al.

Physical Review Materials (Internet), 8(9), p.094402_1 - 094402_6, 2024/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.8.094402
 被引用回数：2 パーセンタイル：56.91(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigate the crystal and electronic structures as well as magnetic properties of ilmenite-type NiVO$$_{3}$$, which has attracted research interest as an ${it S}$ = 1 honeycomb lattice magnet. Ilmenite-type NiVO$$_{3}$$ samples were synthesized under high-pressure and high-temperature conditions. Synchrotron X-ray diffraction and Rietveld refinement results demonstrated that NiVO$$_{3}$$ underwent a continuous structural phase transition from the triclinic (${it P$bar{1}$}$) phase to the rhombohedral (${it R$bar{3}$}$) phase at 450 K. This transition is concomitant with the decomposition of the V-V dimers formed by the tetravalent V ions. X-ray absorption spectroscopy measurements confirmed that the Ni and V ions were divalent and tetravalent, respectively. Magnetic and specific heat measurements revealed that NiVO$$_{3}$$ underwent an antiferromagnetic transition at 140 K, and a zigzag-type magnetic order with magnetic propagation vector ${it k}$=(0,1/2,0) was observed by neutron diffraction measurements.

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