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大森 俊道*; Albajar, F.*; Bonicelli, T.*; Darbos, C.*; Denisov, G.*; Gassmanna, T.*; Hanson, G.*; 梶原 健; 小田 靖久; Purohit, D.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 96-97, p.547 - 552, 2015/10
被引用回数:13 パーセンタイル:67.64(Nuclear Science & Technology)2012年に行われた電子サイクロトロン波加熱電流駆動システムの基本設計レビュー後、最終設計に向けた設計作業を進展中である。本システムは、24本の170GHz、1MW、CWジャイロトロン、12系統の電源、伝送系24ライン、上ポートと水平ポートの2種類のランチャーから構成され、20MWパワーをプラズマへ入射することが要求されている。また、一部の伝送系機器やランチャーについては、厳しい原子力安全要求も求められており、これら全てを満足するシステム開発を行っている。本講演では、システム全体概要と最終設計にむけた機器設計・開発の進捗について報告する。
圓谷 志郎; Antipina, L. Y.*; Avramov, P.*; 大伴 真名歩*; 松本 吉弘*; 平尾 法恵; 下山 巖; 楢本 洋*; 馬場 祐治; Sorokin, P. B.*; et al.
Nano Research, 8(5), p.1535 - 1545, 2015/05
被引用回数:29 パーセンタイル:70.63(Chemistry, Physical)Direct growth of graphene on insulators is expected to yield significant improvements in performance of graphene-based electronic and spintronic devices. In this study, we successfully reveal atomic arrangement and electronic properties of the coherent heterostructure of single-layer graphene and
-Al
O
(0001). In the atomic arrangement analysis of single-layer graphene on
-Al
O
(0001), we observed apparently contradicting results. The in-plane analysis shows that single-layer graphene grows not in the single-crystalline epitaxial manner but in the polycrystalline form with two strongly pronounced preferred orientations. This suggests the relatively weak interfacial interactions to be operative. But, we demonstrate that there exists unusually strong physical interactions between graphene and
-Al
O
(0001), as evidenced by the short vertical distance between graphene and
-Al
O
(0001) surface. The interfacial interactions are shown to be dominated by the electrostatic force involved in the graphene
-system and the unsaturated electrons of the topmost O layer of
-Al
O
(0001) rather than the van der Waals interactions. Such feature causes hole doping into graphene, which gives graphene a chance to slide on the
-Al
O
(0001) surface with a small energy barrier despite the strong interfacial interactions.
Co
-ray irradiation effects on pentacene-based organic thin film transistorsCai, L.*; 平尾 敏雄; 矢野 博明*; Duan, Z.*; 高柳 佑太郎*; 植木 秀治*; 大島 武; 西岡 泰城*
Materials Science Forum, 687, p.576 - 579, 2011/06
被引用回数:6 パーセンタイル:91.46(Engineering, Electrical & Electronic)無機材料を用いた電子デバイスに替わるものとして有機半導体を用いた電子デバイスが近年注目されている。特に誘電体材料としてベンゼン構造を有するペンタセンが見いだされ、GaAsに匹敵する移動度が得られるようになったことで有機デバイスの開発が盛んになっている。本研究では、有機デバイスの電気特性に及ぼす放射線の影響について評価を行った。実験にはトップコンタクト型のペンタセン/酸化膜/シリコン及びペンタセン/ポリイミド/シリコンから構成されたOTFTs(Organic thin films field effect transistor)を用いた。試料へコバルト
線を、照射線量率200Gy/hで全線量1200Gyまで照射した。その結果、両試料とも照射量の増加に伴い出力電流(ドレイン電圧ードレイン電流)が減少すること、さらにその減少が移動度の低下に依存することが明らかとなった。また、絶縁層として用いた酸化膜とポリイミドについては、ポリイミドの方の放射線による劣化が少ない傾向を示すことがわかった。
Sarrao, J. L.*; 芳賀 芳範; Ward, R. C. C.*
MRS Bulletin, 35(11), p.877 - 882, 2010/11
被引用回数:1 パーセンタイル:5.16(Materials Science, Multidisciplinary)Recent discoveries of novel electronic states, including relatively high-temperature superconductivity, in the actinides point to exciting prospects for future discoveries at the bottom of the periodic table. A key ingredient in all of the successes discussed here is the role of high-quality synthesis in enabling advances. Results on PuCoGa
, NpPd
Al
, and single crystal uranium are discussed.
Co
-ray irradiated pentacene-based organic thin film field effect transistorsCai, L.*; 平尾 敏雄; 矢野 博明*; Duan, Z.*; 高柳 秀治*; 植木 秀治*; 大島 武; 西岡 泰城*
Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.176 - 178, 2010/10
近年、有機デバイスは液晶ディスプレイをはじめ、さまざまな分野に利用展開が考えられている。本研究では、宇宙応用を見据え、酸化膜又はポリイミド上に作製したペンタセントランジスタの
線照射効果を評価した。照射線量率200Gy/hで総線量として1200Gyまで照射した。その結果、照射量の増加に伴い出力電流(ドレイン電圧-ドレイン電流)が減少すること、さらにその減少が移動度の低下に依存することが明らかとなった。また、絶縁材として用いた酸化膜とポリイミドについては、ポリイミド上のペンタセントランジスタの方が放射線による劣化が少ないという傾向を示した。
Jacquinot, J.*; Albajar, F.*; Beaumont, B.*; Becoulet, A.*; Bonicelli, T.*; Bora, D.*; Campbell, D.*; Chakraborty, A.*; Darbos, C.*; Decamps, H.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 84(2-6), p.125 - 130, 2009/06
被引用回数:25 パーセンタイル:81.21(Nuclear Science & Technology)ITER用電子サイクロトロン波(EC),イオンサイクロトロン波(IC),中性ビーム(NB)、そして低域混成波(LH)について、その物理と工学の両面の進展を2007/2008年にレビューした。全体仕様の変更はないものの、以下のような設計変更があった。第一に、DTフェーズの前に全パワーである73MW入射をルーティンに入射可能となるように調整すべきこと。第二に、NBを水素フェーズにもフルパワー入射が可能となるように対向壁を用意する、IC用によりロバスト名アンテナ2式を用意する、またECには2MW容量の伝送系を用意して、増力を容易にする。さらにRF源と計測及び加熱用ポートプラグの試験施設となる付属建屋を用意する。第三に、LHのようにITERの長パルス運転時に適した電流駆動システムを開発するための計画の必要性が認識された。
-ray irradiation大島 武; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 高橋 芳浩*; Vizkelethy, G.*; Doyle, B. L.*
AIP Conference Proceedings 1099, p.1014 - 1017, 2009/03
トータルドーズ効果がシングルイベント効果に及ぼす影響を明らかにする目的で、n型及びp型シリコン(Si)基板上に金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタを作製し、
線照射前後のイオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)測定を行った。室温にて6.3kGy(SiO
)の
線照射を行ったMOSキャパシタの容量-電圧特性からフラットバンドシフトを求めたところ、n型は12.3V、p型は15.2Vという値が得られた。酸素15MeVマイクロビーム入射によるTIBIC測定を行ったところ、
線照射によりn型ではTIBICシグナルのピークが低下、p型では増加した。TIBICシグナルピークの印加電圧依存性を調べたところ、n型では13V、p型では15Vシフトさせると照射前後で印加電圧依存性が一致することが見いだされた。この値は、フラットバンドシフトと良い一致を示しており、このことより、
線照射により酸化膜中に発生した固定電荷に起因するゲート電圧のシフトがTIBICシグナルに影響したといえる。
probed by muon spin rotation大石 一城; Heffner, R. H.; 伊藤 孝; 髭本 亘; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Zhu, J.-X.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 403(5-9), p.1013 - 1014, 2008/04
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Physics, Condensed Matter)PuCoGa
は
Kの超伝導体として知られている。本系の特徴として、Puの崩壊により自発的に試料内に欠陥を作成する自己照射効果のため、超伝導転移温度が経時変化とともに減少することが報告されている。われわれは試料作成から25日及び400日経過した同一単結晶試料を用いて
SR実験を行い、磁場侵入長
(1/
,
は超伝導電流密度)の温度依存性を観測した。その結果、作成後25日の試料に比べ、約400日経った試料では自己照射効果により
は約20%減少した一方で、超伝導電流密度
は約70%も減少することがわかった。不純物による
の減少を予測したAbrikosov-Gorkov(AG)理論によれば、
が70%減少した場合、
は約50%減少することが期待されるが、PuCoGa
では
の減少は20%に抑制された。Franzらによれば、この
の抑制はコヒーレンス長
が不純物間距離に比べ短い場合に生じることが理論的に予測されている。このモデルを用いて
の温度依存性を計算した結果、実験結果を非常によく再現することから、PuCoGa
では
nmと短いコヒーレンス長がこの
の抑制に寄与していると考えられる。
Laird, J. S.*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; Edmonds, L.*; 大島 武
IEEE Transactions on Nuclear Science, 54(6), p.2384 - 2393, 2007/12
被引用回数:8 パーセンタイル:49.22(Engineering, Electrical & Electronic)集束レーザービーム及び集束イオンビームを高速GaAs 
-
-
フォトダイオードに照射し、その際にデバイス中に誘起される高注入キャリアの挙動を過渡電流により調べた。また、高速Si 
-
-
フォトダイオードに対しても同様の実験を行った。レーザーとさまざまなエネルギーのイオンを利用し、異なる密度のイオントラックをデバイス中に形成することで、イオントラック密度と過渡電流の関係を調べた。その結果、光を吸収する領域であるエピタキシャル層が厚いSiフォトダイオードと異なり、光吸収層が薄いIII-V族半導体フォトダイオードは、過渡電流の遅延を引き起こす空間電荷効果の影響が小さくなることがわかった。このことから、エピタキシャル層の薄いデバイスでは、厚いデバイスと比較して、イオントラック構造が過渡電流に及ぼす影響が相対的に小さくなると結論できる。
SR study of the effects of Ce dilution on the development of the heavy-fermion state in (Ce,La)
IrIn
大石 一城; Heffner, R. H.; 伊藤 孝; 髭本 亘; Morris, G. D.*; Hur, N.*; Bauer, E. D.*; Sarrao, J. L.*; Thompson, J. D.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2068 - 2071, 2007/11
被引用回数:2 パーセンタイル:12.55(Chemistry, Multidisciplinary)正方晶Ho
CoGa
型結晶構造を有するCe
IrIn
は電子比熱係数
700mJ/molK
の重い電子系物質として知られており、0.6K以下で微小磁気モーメントによるスピングラス的磁性を示す。単結晶試料Ce
IrIn
で
=1T
の条件で行われたミュオンナイトシフト測定の結果、
プロットにおいて
=24(1)K以下で直線的な振る舞いからのずれが観測された。この振る舞いは
以下で発達する遍歴成分による磁化率
に起因すると考えられ、
以下で
が
に従う。今回、われわれはCe
IrIn
における
及び
のLa置換効果を調べるため、
=1T
の条件でミュオンナイトシフト測定を行った。その結果、Ce
IrIn
で観測されていたシフトがLa置換により二つに分裂し、新たに出現したシフトの強度はLa置換により増大した。また、
はLa置換量が増加するに連れて減少していくことから、La置換により
電子間の相関が弱められていることを確認した。
小林 則幸; Bigelow, T.*; Bonicelli, T.*; Cirant, S.*; Denisov, G.*; Heidinger, R.*; Henderson, M.*; Hogge, J.-P.*; Piosczyk, B.*; Ramponi, G.*; et al.
AIP Conference Proceedings 933, p.413 - 416, 2007/10
2001年工学設計活動終了以降、電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計は、物理的理解の進みや取り合い条件変更に従い、変化してきた。定格20MWの高周波電力を4台の上部ランチャー又は1台の水平ランチャーにより入射する。どちらのランチャーも、高周波ビームの広い入射角度変化が必要なため、ランチャー先端近くに回転ミラーを置く方式を用いる。高周波ビームの変調と3極が供給する170GHzジャイロトロンに対応する自由度を考慮し、IGBTによるパルスステップモジュレータで構成した直流高圧電源を使用の予定である。ジャイロトロンからの高周波は直径63.5mmのコルゲート導波管でランチャーまで伝送し、上部ランチャーと水平ランチャーとの間で導波管スイッチにより伝送方向を切り替える。加熱電流駆動装置には、3台の127.5GHzジャイロトロンと専用直流高圧電源から成り、初期電離を補助するスタートアップ装置がある。水平ランチャーからスタートアップ用高周波を入射するため、3台の170GHzジャイロトロンと伝送系を共用する。信頼性のあるITER用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置を確立するため、大電力長パルスに耐える機器の研究開発を行っている。
-Pu metal using muon spin relaxationHeffner, R. H.; 大石 一城; Fluss, M. J.*; Morris, G. D.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; Chung, B. W.*; McCall, S. K.*; Bauer, E. D.*; Sarrao, J. L.*; et al.
Journal of Alloys and Compounds, 444-445, p.80 - 83, 2007/10
被引用回数:9 パーセンタイル:49.48(Chemistry, Physical)ミュオンスピン緩和法(
SR)を用いた
-Pu,
-Pu及び超伝導体PuCoGa
の研究について報告する。Pu金属においては特に高温相である
-Puにおいて磁気秩序が存在するかどうかが大きな問題となっていた。われわれは
SR法を用いて磁気秩序の探索を行った。その結果磁気秩序は観測されず、仮に磁気秩序があった場合でもその磁気モーメントの大きさの上限を10
以下であると決定することができた。またPuCoGa
では作成直後の試料と自己照射効果を見るため作成後400日経過した試料において超伝導磁場侵入長
(T)の測定を行った。その結果超伝導ギャップにラインノードがあることを示す
(T)
Tなる振る舞いが見られた。特に
(T)の傾向には自己照射後でも大きな変化がないことを見いだした。

大石 一城; Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Graf, M. J.*; Zhu, J.-X.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; et al.
Physical Review B, 76(6), p.064504_1 - 064504_10, 2007/08
被引用回数:13 パーセンタイル:50.13(Materials Science, Multidisciplinary)We have measured the temperature dependence and magnitude of the superfluid density
via the magnetic field penetration depth
in PuCoGa
using the muon spin rotation technique in order to investigate the symmetry of the order parameter, and to study the effects of aging on the superconducting properties of a radioactive material. The same single crystals were measured after 25 days (
K) and 400 days (
K) of aging at room temperature. The temperature dependence of the superfluid density is well described in both materials by a model using
-wave gap symmetry. Within the context of a strong-coupling, dirty
-wave model, a zero-temperature gap value
is obtained in the fresh sample for a scattering rate
, which is consistent with Abrikosov-Gor'kov (AG) pair-breaking theory. In the aged sample the same model yields
for
. This value of
is much less than required by the AG pair-breaking formalism. Furthermore, the aged
is reduced by at least 70% compared to the fresh sample, which is also incompatible with
20%, according to AG theory. We conclude that the data in aged PuCoGa
support the postulate that the scattering from radiation-induced defects is not in the limit of the AG theory of an order parameter which is spatially averaged over impurity sites, but rather in the limit of short-coherence-length superconductivity.
probed by muon spin rotation大石 一城; Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Fluss, M. J.*; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; 伊藤 孝; et al.
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.566 - 568, 2007/03
PuCoGa
は
電子系超伝導体の中で最も高い超伝導転移温度
=18.5Kを有する。また、放射性元素であるPuの崩壊により自己照射効果を受けるという特徴を有する。われわれは試料作成から400日が経過した単結晶試料(
=15.5K)を用いて
SR測定を行い、磁場侵入長
の温度依存性に対する自己照射効果の影響を調べた。その結果
=0Kでの磁場侵入長は、作成から25日後の単結晶試料(
=18.5K)に比べ、1.8倍増大することが明らかとなった。一方で磁場侵入長の温度依存性は25日後の試料で観測された結果と同様、温度に線形に増大することから、自己照射効果により
は約18%減少したにもかかわらず、依然として
波超伝導体の特徴が保持されていることを確認した。
SR studies of Pu metal and the Pu-based superconductor PuCoGa
Heffner, R. H.; Bauer, E. D.*; Chung, B.*; Fluss, M. J.*; 髭本 亘; 伊藤 孝; MacLaughlin, D. E.*; Morales, L. A.*; Morris, G. D.*; 大石 一城; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.14 - 19, 2006/08
Puの磁性及びPuCoGa
の超伝導について報告する。Pu金属の基底状態、特に磁気的状態は固体物理における基本的かつ興味深い問題である。われわれは
SR法を用いて
型及び
型のプルトニウム金属についての測定を行い、実験的に存在しえる磁気モーメントの上限を決定した。またPuCoGa
において磁場侵入長の測定を行い、温度に比例して増加することを見いだすとともに時間反転対称性があることを確認した。これらの結果は偶パリティを持つ超伝導状態と一致する。
SR studies of the superconducting order parameter in PuCoGa
Morris, G. D.*; Heffner, R. H.; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; Anderson, J. E.*
Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.180 - 183, 2006/03
被引用回数:15 パーセンタイル:54.53(Physics, Condensed Matter)We present transverse-field (TF) measurements of the in-plane magnetic-field penetration depth
in single-crystalline PuCoGa
for 0.06 T applied filed. We find that the temperature dependence of the superfluid density, and therefore
, is
for
. We estimate that the measured
nm. Zero-field (ZF) measurements find no evidence for time-reversal symmetry violation. The ZF and TF measurements are consistent with an even-parity (pseudo-spin singlet), d-wave paring state.
IrIn
Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Bauer, E. D.*; Sarrao, J. L.*; Thompson, J. D.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*
Physica B; Condensed Matter, 375-375, p.184 - 187, 2006/03
被引用回数:6 パーセンタイル:29.90(Physics, Condensed Matter)We report
SR Knight shift and susceptibility studies for 1 T applied field along the crystalline
- and
-axes of the heavy fermion compound Ce
IrIn
. Below a characteristic temperature
one observes a "Knight shift anomaly" in which the Knight shift constant
no longer scales linearly with
. This anomaly is consistent with a scaling law in which the susceptibility
is composed of a high-temperature component corresponding to non-interacting local moments and a low-temperature component
which characterizes the heavy-electron state below
. We find that
is anisotropic, with
K and
K, and derive the magnitudes of
.
Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Fluss, M. J.*; Chung, B.*; McCall, S.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; 大石 一城; Bauer, E. D.*; Sarrao, J. L.*; et al.
Physical Review B, 73(9), p.094453_1 - 094453_5, 2006/03
被引用回数:37 パーセンタイル:78.34(Materials Science, Multidisciplinary)
SR測定法を用いて
-Pu及び
-Puの磁気モーメントの上限値を調べた。まず零磁場下の測定より、150K以下ではミュオンスピン緩和率は温度によらず一定となり、核磁気緩和のみ存在する見解と良い一致を示した。また、
=2Tでの
-Puにおけるナイトシフトも同様に100K以下では温度によらず一定となった。一方で100K以上では、常磁性不純物に対するミュオン拡散の効果によるナイトシフトの増加が観測された。得られたミュオンスピン緩和率より見積もられた4Kにおける
-Pu及び
-Puの磁気モーメントの上限は
であると結論づけられた。
Tian, G.*; 木村 貴海; 吉田 善行; Zhu, Y.*; Rao, L.*
Radiochimica Acta, 92(8), p.495 - 499, 2004/08
被引用回数:17 パーセンタイル:70.38(Chemistry, Inorganic & Nuclear)精製したCyanex301, Cyanex302及びCyanex272により抽出されたランタノイド、Ln(III)(Ln=Sm, Eu, Tb, Dy)とCm(III)の水和数を時間分解レーザー誘起蛍光分光(TRLFS)と赤外吸収分光(FT-IR)を用いて調べた。Cyanex302またはCyanex272で抽出されたLn(III)とCm(III)の水和数と錯体組成に違いはみられなかった。Cyanex302で抽出されたLn(III)とCm(III)の錯体はML(HL
)
nH
O(n=3-5)であった。Cyanex272で抽出されたLn(III)とCm(III)の錯体の第1配位圏に水はなく、M(HL
)
であった。これらに反して、Cyanex301で抽出されたLn(III)とCm(III)の錯体組成は異なった。Ln(III)のCyanex301錯体は1-2個の水分子を含み、LnL
2H
OまたはHLnL
H
Oであった。Cm(III)のCyanex301錯体は水分子を含まずHCmL
であった。
矢板 毅; 館盛 勝一; Edelstein, N. M.*; Bucher, J. J.*; Rao, L.*; Shuh, D. K.*; Allen, P. G.*
Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.663 - 665, 2001/03
Am,Nd,及びErとベンゾイミダゾールとの溶液内錯体の局所構造をEAXFSにより決定した。溶液内にベンゾイミダゾールを、段階的に加えることでBIZの配位が確認され、Am,Ndでは溶液中における金属: BIZが1:10の試料でBIZが2分子、Erに3分子配位することが明らかとなった。配位数は、イオンの表面電荷の強さに依存した傾向を示しており、イオン半径の近いAmと軽ランタノイドの分離がBIZの配位数の違いには依存していない可能性が示された。最近接の構造はBIZの窒素と水の酸素からなり、原子間距離の観点からは、酸素より弱い静電的相互作用であることが明らかとなった。BIZの2つの配位窒素と金属との距離は、Am錯体でおよそ0.2Å、Er錯体で0.1Å異なることが、一方Nd測定では、同じ距離を取ることが明らかになった。これらの違いは、溶媒和における構造安定化と分子内構造安定化との関連で重要な知見であるといえる。