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論文

Isolated hydrogen center in wide gap semiconductors studied by SR

下村浩一郎*; 門野良典*; 西山樟生*; 渡辺功雄*; 鈴木栄男*; Pratt, F.*; 大石一城; 水田正志*; 斎藤峯雄*; Chow, K. H.*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 376-377, p.444 - 446, 2006/04

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.12.114

被引用回数：1 パーセンタイル：6.64(Physics, Condensed Matter)

Recent progresses of the studies of isolated hydrogen center in ZnO and GaN by muon spin rotation methods are reported. Preliminary experimental results for shallow muonium hunting as an acceptor in InSb and GaSb are also discussed.

報告書

ベリリウム中のトリチウム挙動実験,1; 中性子照射キャプセルの製作

河村弘; 石塚悦男; 松本実喜夫*; 稲田征二; 加藤岑生; 瀬崎勝二; 斎藤実

JAERI-M 89-073, 52 Pages, 1989/06

JAERI-M-89-073.pdf:1.17MB

JMTRでは一次冷却水中のトリチウム濃度が原子炉運転に伴って増加する現象が観察されており、このトリチウムの発生源の1つとして炉心構成材であるベリリウム製反射体要素が注目されている。また、核融合炉ブランケット技術開発の一環として、中性子増倍材であるベリリウムの照射試験も計画されている。そこで、我々は、ベリリウム中のトリチウム挙動を正確に把握するために、反射体要素材の製造法であり、中性子増倍材の製造法と思われるホットプレス法により製造したベリリウムを照射試料とし、その照射試料をキャプセルに入れてJMTRで中性子照射を行なった。本報告書では、中性子照射キャプセルの製作の観点から、照射試料の仕様とキャプセル形状についてまとめるとともに、キャプセルを解体する上で把握しておく必要がある試料容器内のトリチウム量評価のために行なった試料容器のパンクチャー試験結果について述べる。

口頭

強磁場下にある磁性体の陽電子消滅寿命の測定

前川雅樹; 河裾厚男; 斎藤峯雄*

no journal, ,

陽電子のスピン偏極性を利用した陽電子消滅法では、磁性体評価などスピントロニクス研究への寄与が期待できる。これまでわれわれは、より高い偏極率を持つ陽電子放出核種として $^{68}$ Geに注目し、磁場印加下にある強磁性体の消滅線エネルギースペクトル測定から電子運動量分布の磁場反転効果の観測に成功している。一方、陽電子寿命測定から得られる電子密度についても、スピン偏極陽電子を用いれば偏極電子密度が偏極寿命成分として分裂したものが検出できると考えられる。しかし、これまでそのような報告はなされていない。鉄の場合では、正負の磁場での寿命差は10ps程度と見積もられている。実際には陽電子の偏極率がかかり、数psの差となって検出されると考えられる。現在、 $^{22}$ Na線源を用いた従来型の寿命測定装置で、磁場印加下にある焼鈍鉄試料の測定を行っており、磁場極性を入れ替えた際の寿命の違いの検出を試みている。これと平行して、より偏極率の高い $^{68}$ Ge線源を用いて寿命計測を行うことができる装置の開発も進めている。

口頭

高磁場下にある磁性体の陽電子消滅寿命測定

前川雅樹; 河裾厚男; 斎藤峯雄*

no journal, ,

スピン偏極陽電子ビーム研究グループでは、高スピン偏極陽電子線源を用いた磁場印加下にある強磁性体の陽電子消滅線のドップラー広がり測定を行い、電子運動量分布の磁場反転効果の観測に成功している。一方、陽電子寿命測定から得られる電子密度についても、陽電子が十分に偏極していれば、偏極電子密度が偏極寿命成分として検出できると考えられる。しかし、これまでそのような報告はなされていない。現在、Na-22線源を用いた従来型の寿命測定装置で、磁場印加下にある焼鈍鉄試料の測定を行っており、磁場極性を入れ替えた際の寿命の違いの検出を試みている。鉄の場合では、正負の磁場での寿命差は10ps程度と見積もられている。実際には陽電子の偏極率がかかり、数psの差となって検出されると考えられる。このような寿命値の差は検出可能であるもののわずかであり、系統的なデータの蓄積が必要である。現在実験データの収集を行っている。

口頭

強磁性体の陽電子消滅寿命に対する外部磁場の効果

前川雅樹; 河裾厚男; Lin, J.*; 斎藤峯雄*

no journal, ,

陽電子のスピン偏極性を利用したスピン偏極陽電子消滅法では、通常の格子欠陥の検出に加え、物質の磁化といった磁性に注目した評価が可能となり、スピントロニクス研究への寄与が期待できる。磁場印加下にある強磁性体材料について、消滅線エネルギースペクトル測定から電子運動量分布の磁場反転効果の観測に成功しているが、陽電子寿命測定から得られる電子密度については報告がされていなかった。現在、Na-22線源を用いた従来型の寿命測定装置で、磁場印加下にある焼鈍鉄試料の測定を行っている。磁場極性を入れ替えた際、純鉄試料では2ps程度の寿命の違いが検出されている。これは理論計算から予測される値にほぼ相当する寿命差であった。

口頭

強磁性体の陽電子消滅寿命の外部磁場依存性

前川雅樹; 河裾厚男; Lin, J.*; 斎藤峯雄*

no journal, ,

陽電子消滅法のスピントロニクス研究分野への寄与を目指し、陽電子のスピン偏極性を利用した陽電子消滅法の開発を行っている。陽電子消滅法で多用される「陽電子寿命」は、陽電子と電子の実空間波動関数の重なり度合に依存しているため、磁場印加下にある強磁性体の電子スピン密度の偏りは消滅寿命の磁場依存性として観測されると考えられるが、これまでに報告はない。第1原理計算により期待される正負磁場中での寿命の差は、鉄の場合で最大10ps程度、ニッケルやコバルトは最大4ps程度である。我々は実際に永久磁石で試料に磁場を印加した状態で陽電子消滅寿命が計測できるシステムを構築し、焼鈍鉄試料の測定を行った。その結果、正負磁場寿命の違いを検出し、またこの寿命差は印加磁場の強さに応じて増大することがわかった。寿命差は印加磁場1Tにおいて2psとなり、これは試料の磁化(50%)と陽電子の偏極率(35%)から見積もられる値にほぼ相当することが分かった。

口頭

小型ラマンライダーによる放射線環境下の大気計測

千明倫之*; 椎名達雄*; 斎藤隼人*; 眞子直弘*; 久世宏明*; 羽生敏紀; 金山文彦; 福嶋峰夫

no journal, ,

放射線計測においては、GM管等の接触式センサの他、ダストサンプリングによる測定方法が存在するが、作業者の安全性や機器そのものの被曝に課題が残る。本研究ではこれまで計測範囲0-50mで水素濃度1%まで検知が可能な水素漏洩検知用小型ラマンライダーを開発してきた。今回、この小型ラマンライダーを改良し、放射線環境下における大気計測にて、放射線の大気への影響を考察した。本研究では、放射線源として9MBqのAm-241線源を、光源として349nmのレーザを使用し、水蒸気ラマン光の400nm及び液体の水ラマン光の396nmを検知した。その結果、放射線の影響により液体の水ラマン光が増加し、水蒸気ラマン光が減少した。液体の水ラマン光の増加率と水蒸気ラマン光の減少率の比はおよそ3倍であり、これは液体の水ラマン及び水蒸気ラマンの散乱断面積の比に等しい。このことより放射線の影響により、水蒸気がイオン化し、水クラスタが生成されたことをライダの測定実験で検証できた。また、生成された水クラスタの半径は0.2mと算出され、水蒸気(一般に1nm径)と比べ十分に大きいため、妥当な大きさであると考えられる。

口頭

Compact Raman lidar measurement of liquid and vapor phase water under the influence of ionizing radiation

椎名達雄*; 千明倫之*; 斎藤隼人*; 眞子直弘*; 久世宏明*; 羽生敏紀; 金山文彦; 福嶋峰夫

no journal, ,

A compact Raman lidar has been developed for studying phase changes of water in the atmosphere under the influence of ionization radiation. The Raman lidar is operated at the wavelength of 349 nm and backscattered Raman signals of liquid and vapor phase water are detected at 396 and 400 nm, respectively. Alpha particles emitted from $^{241}$ Am of 9 MBq ionize air molecules in a scattering chamber, and the resulting ions lead to the formation of liquid water droplets. From the analysis of Raman signal intensities, it has been found that the increase in the liquid water Raman channel is approximately 3 times as much as the decrease in the vapor phase water Raman channel, which is consistent with the theoretical prediction based on the Raman cross-sections. In addition, the radius of the water droplet is estimated to be 0.2 micro m.

口頭

小型ラマンライダーを用いた放射線分解による水相計測

椎名達雄*; 斎藤隼人*; 眞子直弘*; 久世宏明*; 羽生敏紀; 金山文彦; 福嶋峰夫

no journal, ,

福島第一原子力発電所での作業や原子力施設の解体作業において、放射能の遠隔分布計測のニーズはあるが、計測手法はガンマカメラ等に限られ、その使用状況にも制限が多い。本研究では、水素ガス検知用のラマンライダーの発展として、光学的遠隔計測手法を利用し、放射線の影響による大気の電離及びこれによる水相変化をとらえることを考案した。具体的な事象として、放射線分解による大気イオンの上昇に伴って、水蒸気量の減少と水クラスタの生成を予想した。本研究ではこれまでに開発してきた、349nmのレーザを発する水素ガス漏えい検知用小型ラマンライダーに水蒸気ラマン及び水ラマンエコーを計測するためのポートを追加することで、水相計測を行った。各ラマン光の計測は光電子増倍管を介して、ホトンカウンティング法によって行った。線源であるAm-241を用いた試験の結果、放射線の影響により水ラマンエコーの増加及び水蒸気ラマンエコーの減少が測定された。これらの増減比はそれぞれのラマン散乱断面積とよく合致したことより、放射線の影響により水蒸気がイオン化し水クラスタが生成されたことを、ラマンライダーの測定実験で検証できたと考えられる。

口頭

ポジトロニウム仕事関数の第一原理バンド計算法を用いた導出

宮下敦巳; 河裾厚男; 斎藤峯雄*

no journal, ,

スピン偏極ポジトロニウム消滅法は、表面ポジトロニウム(Ps)形成率のスピン反転非対称度から、直接、最表面電子のスピン偏極状態が得られるため、非常に有用な表面プローブである。多くの物質でPsの仕事関数( $rm Phi_{Ps}$ )は負の値を取るため自発的に真空外に放出されるが、 $rm Phi_{Ps}$ が負の場合、フェルミ準位から $rm |Phi_{Ps}|$ 分のエネルギー幅を持った電子がPsの生成に寄与することとなり、Psの仕事関数を知ることは、Psの表面からの自発放出の可否やエネルギー分布を評価するために重要となる。 $rm Phi_{Ps}$ は陽電子の仕事関数 $rm Phi_{+}$ と電子の仕事関数 $rm Phi_{-}$ から、 $rm Phi_{Ps}=Phi_{+}+Phi_{-}-6.8eV$ と表される。ここで、陽電子及び電子の仕事関数は表面ダイポールと化学ポテンシャルとから、それぞれ、 $rm Phi_{+}=-Delta-mu_{+}$ 、 $rm Phi_{-}=Delta-mu_{-}$ と表せるため、 $rm Phi_{Ps}$ では表面ダイポールの効果が相殺され、表面状態の如何にかかわらず結晶でのバンド計算から決定できる。第一原理バンド計算コードにAbinit、擬ポテンシャルにPAW+GGA、電子・陽電子相関にGGA+BNを用いてAl結晶のバンド計算を行った所、 $rm Phi_{Ps}=-2.65eV$ となり、実験値のと非常によく一致した。