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論文

Quantum paramagnet near spin-state transition

富安 啓輔*; 伊藤 菜緒子*; 岡崎 竜二*; 高橋 佑生*; 小野寺 貢*; 岩佐 和晃*; 野島 勉*; 青山 拓也*; 大串 研也*; 石川 喜久*; et al.

Advanced Quantum Technologies (Internet), 1(3), p.1800057_1 - 1800057_7, 2018/12

https://doi.org/10.1002/qute.201800057

スピンクロスオーバーとしても知られるスピン状態転移は、様々な物質において重要な役割をもつ。理論的に、低スピンと高スピン状態の境界近傍では、従来とは異なる物理状態を引き起こすと予想されている。しかしながら、外場を印加せずに、基底状態としてほぼ縮退した臨界の状態を実現する系は、いまだに実験的には確認されていない。本研究は、LaCoO$$_{3}$$へのSc置換が、非磁性の低スピン状態を不安定化させ、トランスポートギャップのエンハンスメントと磁気格子膨張、Co-O距離の縮みを伴う異常な常磁性状態を生み出すことを明らかにした。これらの現象は、通常の低スピン・高スピン状態の混合状態ではよく説明できず、スピン状態転移の境界で生じる量子重ね合わせで記述することができる。

論文

Materials and Life Science Experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 3; Neutron devices and computational and sample environments

坂佐井 馨; 佐藤 節夫*; 瀬谷 智洋*; 中村 龍也; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 曽山 和彦; 山崎 大; 丸山 龍治; 奥 隆之; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(2), p.10_1 - 10_35, 2017/09

https://doi.org/10.3390/qubs1020010

J-PARC物質・生命科学実験施設では、中性子検出器、スーパーミラーや$$^{3}$$Heスピンフィルターなどの光学機器、及びチョッパー等の中性子デバイスが開発され、据え付けられている。また、計算環境として機器制御、データ取得、データ解析、及びデータベースの4つのコンポーネントが整備されている。また、物質・生命科学実験施設では実験に使用される様々な試料環境が利用可能である。本論文では、これらの現状について報告する。

論文

Weak ferromagnetic ordering disordered by Rh$$^{3+}$$ ions for LaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$

浅井 晋一郎*; 岡崎 竜二*; 寺崎 一郎*; 安井 幸夫*; 井川 直樹; 加倉井 和久

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.014034_1 - 014034_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.014034

LaCoO$$_{3}$$中のCo$$_{3+}$$の一部をRh$$^{3+}$$で置換した強磁性物質LaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$について、Rh$$^{3+}$$によるオーダーリング効果を中性子散乱実験で調べた。Co(Rh)サイトにおける磁気モーメントは0.4$$pm$$0.2$$mu$$$$_{B}$$であり、これは本物質の飽和磁化結果と良い一致を示した。本研究から、本物質の強磁性オーダーリングは、Rh$$^{3+}$$イオンによって短距離域にて無秩序化することが明らかになった。

論文

Temperature control system for laser heating; Application for minute asteroidal materials

大澤 崇人; 小林 幹彦*; 今野 武志*; 江頭 満*; 岡崎 隆司*; 三浦 弥生*; 長尾 敬介*

Measurement, 50, p.229 - 235, 2014/04

https://doi.org/10.1016/j.measurement.2013.12.044
 被引用回数：1 パーセンタイル：15.95(Engineering, Multidisciplinary)

微小なイトカワ試料を段階加熱するために、極小のW-Re熱電対を用いたレーザー加熱温度制御システムを開発した。線径25$$mu$$mの3% Re-Wと26% Re-Wを使用した熱電対を製作し、独自の温度検定プログラムを用いて温度校正を行ない起電力を測定した。レーザー温度制御ではLabVIEW 2011にて制御プログラムを開発した。試料が極めて小さく熱電対も極小であることから通常のPID制御は採用しなかった。試料ホルダーは石英で製作して絶縁性を確保した。平均加熱温度は設定温度より少し低く、標準偏差と最大オーバーシュートはそれぞれ2.5%, 6.0%未満であった。本システムは微小地球外物質の加熱実験に十分な性能を達成した。

論文

Spin state of Co$$^{3+} $$ in LaCo$$_{1-x}$$ Rh$$_{x}$$O$$_{3}$$ investigated by structural phenomena

浅井 晋一郎*; 岡崎 竜二*; 寺崎 一郎*; 安井 幸夫*; 小林 航*; 中尾 朗子*; 小林 賢介*; 熊井 玲児*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(11), p.114606_1 - 114606_6, 2013/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.82.114606
 被引用回数：6 パーセンタイル：42.75(Physics, Multidisciplinary)

LaCo$$_{1-x}$$ Rh$$_{x}$$O$$_{3}$$について中性子および放射光X線回折実験を行い、Co$$^{3+}$$イオンのスピン状態と結晶構造との関連を調べた。10KにおけるLaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$では、Co(Rh)O$$_{6}$$八面体のCo(Rh)-O間距離は理論値と一致し、格子体積は温度低下によって減少した。また、この格子体積の減少に伴って高スピン状態の比率は減少した。これらの結果から、Co$$^{3+}$$イオンのスピン状態は高スピン状態と低スピン状態が混在したものであり、高スピン状態は、Rh$$^{3+}$$イオンの置換によって生じたピン止め効果に加え熱励起によって発現することがわかった。

論文

Construction of a newly designed small-size mass spectrometer for helium isotope analysis; Toward the continuous monitoring of $$^{3}$$He/$$^{4}$$He ratios in natural fluids

馬上 謙一*; 角野 浩史*; 豊田 岐聡*; 岡崎 隆司*; 大澤 崇人; 石原 盛男*; 交久瀬 五雄*; 野津 憲治*; 五十嵐 丈二*; 長尾 敬介*

Mass Spectrometry (Internet), 1(2), p.A0009_1 - A0009_10, 2012/11

https://doi.org/10.5702/massspectrometry.A0009

新規にヘリウム同位体比の測定のためのセクター型質量分析計を開発した。これはさまざまな地球化学試料、たとえば地下水や温泉ガス等に応用できる。質量分解能は約490で、これは$$^{3}$$He$$^{+}$$とHD$$^{+}$$などを十分に分解できる性能である。$$^{3}$$Heで3000000原子を検出できる高い感度を持つ。長期安定性テストでも約3%の再現性と5%以下の不確かさを示した。同位体比の確度においては既存の質量分析計と良い一致を示した。

論文

Irradiation history of Itokawa regolith material deduced from noble gases in the Hayabusa samples

長尾 敬介*; 岡崎 隆司*; 中村 智樹*; 三浦 弥生*; 大澤 崇人; 馬上 謙一*; 松田 伸太郎*; 海老原 充*; Ireland, T.*; 北島 富美雄*; et al.

Science, 333(6046), p.1128 - 1131, 2011/08

https://doi.org/10.1126/science.1207785
 被引用回数：131 パーセンタイル：94.74(Multidisciplinary Sciences)

はやぶさが回収した小惑星イトカワの岩石粒子中の希ガス同位体組成を測定した結果、月試料に匹敵する高い濃度の太陽風起源He, Ne, Arを確認した。これらの希ガス組成は繰り返されたインプランテーションと、イトカワ上のレゴリス粒子同士の摩擦によってHeに富んだリムの除去による選択的Heの損失によって説明可能である。イトカワ上のレゴリスの照射時間はわずか1000万年未満であり、小さな小惑星上の物質が容易に宇宙空間に散逸してしまうことを反映している。

論文

Anomalous low-field diamagnetic response in ultraclean URu$$_2$$Si$$_2$$ superconductor

岡崎 竜二*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; Konczykowski, M.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 柳瀬 陽一*; 芝内 孝禎*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 273, p.012081_1 - 012081_4, 2011/02

https://doi.org/10.1088/1742-6596/273/1/012081
 被引用回数：3 パーセンタイル：62.16(Physics, Condensed Matter)

The low critical field $$H_{rm c1}$$ in ultraclean URu$$_2$$Si$$_2$$ single crystals with residual resistivity ration exceeding 700 is precisely determined. The whole $$H_{rm c1}$$ for $$H parallel a$$ can be explained by the two-gap with line and point nodes. In contrast, for $$H parallel c$$ a distinct kink in the slope of $$H_{rm c1}$$ was found at 1.2 K, which cannot be accounted for by the two-gap. This outstanding anomaly demonstrates a highly unusual superconducting state embedded in the hidden order state possibly related to the time reversal symmetry breaking.

論文

Rotational symmetry breaking in the hidden-order phase of URu$$_2$$Si$$_2$$

岡崎 竜二*; 芝内 孝禎*; Shi, H. J.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 池田 浩章*; 松田 祐司*

Science, 331(6016), p.439 - 442, 2011/01

https://doi.org/10.1126/science.1197358
 被引用回数：217 パーセンタイル：97.97(Multidisciplinary Sciences)

The nature of the broken symmetry in the so-called "hidden order" phase transition in the heavyfermion compound URu$$_2$$Si$$_2$$ has posed a long-standing mystery. We report the emergence of an in-plane anisotropy of the magnetic susceptibility below the transition temperature, which breaks the four-fold rotational symmetry of the tetragonal URu$$_2$$Si$$_2$$. Our findings suggest that the hidden order phase is an electronic "nematic" phase, a translationally invariant metallic phase with spontaneous breaking of rotational symmetry.

論文

Lower critical fields and the anisotropy in PrFeAsO$$_{1-y}$$ single crystals

岡崎 竜二*; Konczykowski, M.*; Van der Beek, C. J.*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; 山下 穣*; 石角 元志; 鬼頭 聖*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S485 - S486, 2010/12

https://doi.org/10.1016/j.physc.2009.12.041
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)

鉄系オキシニクタイドPrFeAsO$$_{1-y}$$単結晶における$$H$$ $$parallel$$ $$c$$と$$H$$ $$parallel$$ $$ab$$-planesのより下部臨界磁場$$H_{c1}$$を報告する。磁束ピン止めによって$$H_{c1}$$決定の困難さを回避することで、センサーの位置ごとの局所の磁気誘導を評価できる小型のホールセンサーアレイを使った新方式を開発した。結晶の縁に置かれたホールセンサーは、マイスナーの状態から最初の磁束侵入を明瞭に解明した。$$H$$ $$parallel$$ $$c$$による$$H_{c1}$$の温度依存性は、面内侵入の深さによって計測され、完全ギャップの超伝導状態と一致する。低温での$$H_{c1}$$の異方性は$$sim$$3であると評価され、それは$$H_{c2}$$よりさらに小さいものである。これは、マルチバンド超伝導性を意味し、超伝導性のアクティヴバンドはより二次元的である。

論文

Disorder and flux pinning in superconducting pnictide single crystals

Van der Beek, C. J.*; Rizza, G.*; Konczykowski, M.*; Fertey, P.*; Monnet, I.*; 岡崎 竜二*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S385 - S386, 2010/12

https://doi.org/10.1016/j.physc.2009.11.089
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.06(Physics, Applied)

ニクタイド超伝導体PrFeAsO$$_{1-x}$$中の結晶の乱れが、磁束の新入の磁気光学可視化,透過型電子顕微鏡,放射光X線回折を用いて調べられた。磁束分布の臨界状態,臨界電流の大きさと温度依存性が、すべての温度で酸素欠陥によるバルクの磁束ピン止めを示す。

論文

Exotic superconducting state embedded in the hidden order state of URu$$_2$$Si$$_2$$

松田 祐司*; 岡崎 竜二*; 笠原 裕一*; 宍戸 寛明*; 芝内 孝禎*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 大貫 惇睦

Physica C, 470(20), p.1013 - 1017, 2010/11

https://doi.org/10.1016/j.physc.2010.05.023
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.06(Physics, Applied)

We report charge and thermal transport measurements on ultra clean single crystals of the superconductor with the hidden-order state URu$$_2$$Si$$_2$$. The results provide strong evidence for a new type of unconventional superconductivity with two distinct gaps having different nodal topology. We propose a gap function with chiral $$d$$-wave form. We also demonstrate that a distinct flux line lattice melting transition with outstanding characters occurs well below the upper critical fields even at sub-Kelvin temperature.

論文

Anomalous temperature dependence of lower critical field in ultraclean URu$$_2$$Si$$_2$$

岡崎 竜二*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; Konczykowski, M.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 柳瀬 陽一*; 芝内 孝禎*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 79(8), p.084705_1 - 084705_7, 2010/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.79.084705
 被引用回数：16 パーセンタイル：65.75(Physics, Multidisciplinary)

Lower critical field $$H_{rm c1}$$ of the heavy fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ has been investigated on a ultra clean sample. The whole $$H_{rm c1}$$ ($$T$$) along the $$a$$ axis is well explained by the two superconducting gap structures with line and point nodes. On the other hand, $$H_{rm c1}$$ along the $$c$$ axis shows a distinct kink around 1 K, well below the superconducting transition temperature. The observed anomalous response is possibly related to a peculiar vortex dynamics associated with chiral domains.

論文

Flux pinning in PrFeAsO$$_{0.9}$$ and NdFeAsO$$_{0.9}$$F$$_{0.1}$$ superconducting crystals

Van der Beek, C. J.*; Rizza, G.*; Konczykowski, M.*; Fertey, P.*; Monnet, I.*; Klein, T.*; 岡崎 竜二*; 石角 元志; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; et al.

Physical Review B, 81(17), p.174517_1 - 174517_11, 2010/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.174517
 被引用回数：100 パーセンタイル：93.62(Materials Science, Multidisciplinary)

PrFeAsO$$_{1-y}$$とNdFeAs(O,F)超伝導単結晶での不均一性とフラックスピニングを定量的に評価するために、局所磁場測定が行われた。巨視的なスケールでの臨界電流密度の空間的な揺らぎにも関わらず、主要な寄与は、平均自由行程揺らぎ機構によるミクロな欠陥による磁束線の集団ピン止めから来ていることが示された。実験から導き出された欠陥密度はドーパントの原子密度と一致している。このことはドーパント原子が磁束のピン止めと準粒子散乱の両方に重要な役割を担っていることを示している。

論文

Lower critical fields of superconducting PrFeAsO$$_{1-y}$$ single crystals

岡崎 竜二*; Konczykowski, M.*; Van der Beek, C. J.*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 元幸*; 宍戸 寛明*; 山下 穣*; 石角 元志; 鬼頭 聖*; et al.

Physical Review B, 79(6), p.064520_1 - 064520_6, 2009/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.064520
 被引用回数：61 パーセンタイル：87.66(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄砒素系超伝導体PrFeAsO$$_{1-y}$$超伝導単結晶の下部臨界磁場とその異方性の評価を行った。

論文

Flux line lattice melting and the formation of a coherent quasiparticle bloch state in the ultraclean URu$$_2$$Si$$_2$$ superconductor

岡崎 竜二*; 笠原 裕一*; 宍戸 寛明*; Konczykowski, M.*; Behnia, K.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 大貫 惇睦; 芝内 孝禎*; 松田 祐司*

Physical Review Letters, 100(3), p.037004_1 - 037004_4, 2008/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.037004
 被引用回数：28 パーセンタイル：76.01(Physics, Multidisciplinary)

We find that in ultraclean heavy-fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ ($$T_c0 = 1.45$$ K) a distinck flux line lattice melting transition with outstanding characters occurs well below the mean-field upper critical fields. We show that a very small number of carriers with heavy mass in this system results in exceptionally large thermal fluctuations even at subkelvin temperatures, which are witnessed by a sizable region of the flux line liquid phase. The uniqueness is further highlighted by an enhancement of the quasiparticle mean free path below the melting transition, implying a possible formation of a quasiparticle Bloch state in the periodic flux line lattice.

口頭

中性子回折で見るマルチフェロイクス物質NdCrTiO$$_{5}$$の磁気秩序の発達

郡 俊輔*; 五十嵐 太一*; 岡崎 竜二*; 谷口 博基*; 谷崎 一郎*; 安井 幸夫*; 井川 直樹; 星川 晃範*; 石垣 徹*

no journal, , 

マルチフェロイクス物質NdCrTiO$$_{5}$$は、反強磁性転移温度21Kにおいて、磁場中で強誘電性相転移が見られる物質である。21KではCr$$^{3+}$$のみがオーダーしているとされてきたが、われわれの元素置換効果の結果から、Nd$$^{3+}$$も磁気秩序の形成に寄与していることが示唆された。本研究では、転移温度以下での両磁性イオンの秩序状態を直接調べるために低温粉末中性子回折実験を行った。講演ではその結果を用いて、温度低下による本物質の磁気秩序の発達について議論する。

口頭

リュウグウ試料のミュオン特性X線分析

大澤 崇人; 二宮 和彦*; 中村 智樹*; 高橋 忠幸*; 寺田 健太郎*; 圦本 尚義*; 野口 高明*; 岡崎 隆司*; 薮田 ひかる*; 奈良岡 浩*; et al.

no journal, , 

2020年から2021年にかけてJ-PARC行われたミュオン捕獲特性X線分析の実験について報告する。4回の予備実験を経て分析手法は大幅に発展し、2021年7月に小惑星リュウグウの試料の分析に成功した。その経緯について放射化学的視点から解説する。

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