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小手川 恒*; 中村 彰良*; Huyen, V. T. N.*; 新井 祐樹*; 藤 秀樹*; 菅原 仁*; 林 純一*; 武田 圭生*; 田端 千紘; 金子 耕士; et al.
Physical Review B, 110(21), p.214417_1 - 214417_8, 2024/12
In this study, we show that the orthorhombic system TaMnP exhibits a large anomalous Hall conductivity (AHC) in spite of the small net magnetization. Neutron scattering experiment and the observation of the AH effect comprehensively suggest a dominant AF structure in TaMnP is represented by . The AHC is one of the largest among those observed in AF materials at zero fields. First-principles calculations suggest that the spin-orbit interaction originating in nonmagnetic Ta-5
electrons significantly contributes to the enhancement of Berry curvatures in the momentum space. We found that the AF domain switching is triggered by the magnetic fields along all the crystal axes. This indicates that the AF domain determining the sign of the Hall response can be controlled even through the small net magnetization symmetrically different.
松村 武*; 田端 千紘; 金子 耕士; 中尾 裕則*; 垣花 将司*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Physical Review B, 109(17), p.174437_1 - 174437_8, 2024/05
被引用回数:1 パーセンタイル:64.56(Materials Science, Multidisciplinary)We investigated the magnetic helicity of the triple- magnetic structure of the triangular skyrmion lattice in the A-phase of EuPtSi for a magnetic field along the [111] axis by resonant X-ray diffraction using a circularly polarized beam. We show that all three Fourier components of the triple-
structure are perpendicular to the respective
vectors and have the same helicity. They are connected by the rotation operations about the [111] axis. The helicity is the same as that of the single-
helimagnetic phase at low fields, suggesting that the antisymmetric exchange interaction inherent in the chiral structure supports the formation of the triangular skyrmion lattice. We also observe that the helical plane in the helimagnetic phase is tilted to the magnetic field to form a conical structure before the first-order transition to the skyrmion lattice phase.
田端 千紘; 今 布咲子*; 太田 玖吾*; 日比野 瑠央*; 松本 裕司*; 網塚 浩*; 中尾 裕則*; 芳賀 芳範; 金子 耕士
Physical Review B, 109(13), p.134403_1 - 134403_7, 2024/04
被引用回数:1 パーセンタイル:64.56(Materials Science, Multidisciplinary)Antiferromagnetic (AF) order of UPt
Ga
with the ordering temperature
= 26 K was investigated by resonant X-ray scattering and neutron diffraction on single crystals. This compound possesses a unique crystal structure in which uranium ions form honeycomb layers and then stacks along the c-axis with slight offset, which gives rise to a stacking disorder. The AF order can be described with the propagation vector of q = (1/6, 1/6, 0) in the hexagonal notation. The ordered magnetic moments orient perpendicular to the honeycomb layers, indicating a collinear spin structure consistent with Ising-like anisotropy. The magnetic reflections are found to be broadened along c
indicating that the stacking disorder results in anisotropic correlation lengths. The semiquantitative analysis of neutron diffraction intensity, combined with group theory considerations based on the crystallographic symmetry, suggests a zig-zag type magnetic structure for the AF ground state, in which the AF coupling runs perpendicular to the stacking offset, characterized as q = (1, 0, 0). The realization of the zig-zag magnetic structure implies the presence of frustrating intralayer exchange interactions involving both ferromagnetic (FM) first-neighbor and AF second and third-neighbor interactions in this compound.
金子 耕士; 田端 千紘; 萩原 雅人; 山内 宏樹; 大場 洋次郎; 熊田 高之; 久保田 正人; 児島 佑樹*; 生田目 望; 佐々木 未来; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 41, p.011015_1 - 011015_6, 2024/03
We will introduce our recent update on low temperature system for neutron diffraction experiments. This is characterized by advantages such as liquid He free and sophisticated automatic temperature control functions, which can be a new standard for low temperature and high magnetic field experiments of neutron scattering.
太田 玖吾*; 松本 裕司*; 渡部 悠貴*; 金子 耕士; 田端 千紘; 芳賀 芳範
New Physics; Sae Mulli, 73(12), p.1170 - 1173, 2023/12
ハニカム格子を持つ反強磁性体UPt
Al
の磁気構造を決定するために中性子散乱実験を行った。U
Pt
Al
は
=9Kと
=26Kで二つの相転移を示す。
の第一相では、
=(1/3, 0, 0)の伝搬ベクトルで記述される磁気反射が観測された。
のフェーズIIでは、
=(1/3, 0, 0)と
=(1/2, 0, 0)の磁気反射が観測され、
=(1/3, 0, 0)の磁気反射強度は弱いが有限であった。温度依存強度のヒステリシスは
での相転移にまたがって観測され、
での転移が1次転移であることを示唆している。
金子 耕士; 田端 千紘; 萩原 雅人; 山内 宏樹; 久保田 正人; 長壁 豊隆; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 92(8), p.085001_1 - 085001_2, 2023/08
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Physics, Multidisciplinary)A magnetic order in orthorhombic GdCu was investigated by a single crystal neutron diffraction with thermal neutron. Magnetic peaks were observed at incommensurate positions described by the ordering vector
=(
~1~0) with
=0.678 at 4~K. This ordering vector is close to the commensurate one with
=(2/3~1~0) reported earlier, but clearly deviates. The incommensurate nature of the magnetic order in GdCu
is further corroborated by the peak shift with temperature below
.
田端 千紘; 渡邊 博仁*; 白崎 謙次*; 砂賀 彩光*; 福田 貴光*; Li, D.*; 山村 朝雄*
Journal of Molecular Structure, 1277, p.134870_1 - 134870_8, 2023/04
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Chemistry, Physical)中性およびカチオンのU(IV)サンドイッチ型フタロシアニン(Pc)錯体を調製した。中性種であるUPcはUCl
とフタロニトリルの反応によって得られ、[UPc
][BF
]]の結晶は電解によって成長させた。これらの錯体の構造は、結晶学的に決定された。U(IV)イオンは2個の
電子を持ち、この電子はUサイトに局在する磁気モーメントを担うため、この錯体は磁気的に活性である。UPc
の帯磁率測定から、この系は2Kまで局所的な磁気モーメントを持つ常磁性であるが、配位子磁場効果により、その磁気モーメントが抑制されている可能性があることがわかった。また、ヒステリシスのない磁化曲線から常磁性であることが確認された。カチオン性錯体である[UPc
][BF
]は空間群
の正方形構造で結晶化し、UPc
分子は正方形の
軸に沿って積み重なっていることがわかった。この構造は[LnPc
][BF
]と似ているが、積層面には明瞭な乱れがあった。アクチノイド元素の多配位性を考慮した第一原理計算により、UPc
と[UPc
][BF
]の結晶構造、分子構造の安定性と電子配置を評価した。
田端 千紘; 白崎 謙次*; 酒井 宏典; 砂賀 彩光*; Li, D.*; 小中 真理子*; 山村 朝雄*
CrystEngComm (Internet), 24(19), p.3637 - 3648, 2022/05
被引用回数:2 パーセンタイル:35.52(Chemistry, Multidisciplinary)Hydrothermal reactions of uranium(IV) nitrate solutions in the presence of aldehydes yielded microparticles of UO, at temperatures as low as 100
C. The synthesized products contained residual organic matter originating from aldehydes used as an additive, unless the synthesis temperature was 390
C. Additionally, the residual matter could be separated from the product by heat treatment at
300
C. The valence of uranium ions in the UO
products was found to be higher than that reported for UO
. Low synthesis temperatures resulted in the suppression of the magnetic moments of uranium ions and the occurrence of the spin interaction among the ions. Therefore, the oxidation number of uranium averaged over the entire product could become higher than 4+. A comparative study with ThO
suggested that the redox reaction could be closely related to the hydrothermal synthesis reaction and particle growth of UO
.
白崎 謙次*; 田端 千紘*; 砂賀 彩光*; 酒井 宏典; Li, D.*; 小中 真理子*; 山村 朝雄*
Journal of Nuclear Materials, 563, p.153608_1 - 153608_11, 2022/05
被引用回数:4 パーセンタイル:60.79(Materials Science, Multidisciplinary)添加剤を変えながらウラン酸化物(U, )O
(
=Th, Np)固溶体を超臨界水熱合成で調製した。それらの試料の均質性をVegard則に基づいた結晶構造解析や、(U, Np, Na)O
固溶体については、
Na核核磁気共鳴(NMR)によって調べた。その結果、(i) (U, Th)O
固溶体の場合は、炭酸アンモニウムを添加剤として、IV価ウランから出発し、(ii) (U, Np)O
の場合は、エタノールを添加剤として、VI価ウランから出発すると、均質な試料が得られることがわかった。
田端 千紘*; 白崎 謙次*; 砂賀 彩光*; 酒井 宏典; Li, D.*; 小中 真理子*; 山村 朝雄*
CrystEngComm (Internet), 23(48), p.8660 - 8672, 2021/12
被引用回数:7 パーセンタイル:67.78(Chemistry, Multidisciplinary)超臨界水下においてウラン酸化物UOの水熱合成について調べた。得られたUO
粒子について、その化学組成,結晶形,サイズ,均一性などを調べた結果、超臨界水熱合成法は、化学的に制御された均一なUO
を合成するのに有効である可能性がある。
田端 千紘*; 松村 武*; 中尾 裕則*; 道村 真司*; 垣花 将司*; 稲見 俊哉*; 金子 耕士; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 88(9), p.093704_1 - 093704_5, 2019/09
被引用回数:38 パーセンタイル:88.13(Physics, Multidisciplinary)The magnetic order in the magnetic-fild-induced so-called A phase of cubic chiral antiferromagnet EuPtSi was investigated by resonant X-ray scattering (RXS) near the Eu edge. The high flux RXS signal under the magnetic field applied along [111] revealed the first and second order satellite magnetic reflections, indicating that the A phase is a triple-
magnetic ordered state that is described by three propagation vectors lying in the plane normal to the magnetic field direction;
,
, and
. With the high resolution in the reciprocal space achieved in the RXS measurement, it is suggested that the triple-
order strongly couples with the underlying crystal lattice. The triple-
magnetic order is discussed in the context of a magnetic skyrmion lattice on which the geometrical frustration may play a crucial role.
田端 千紘*; 稲見 俊哉; 道村 真司*; 横山 淳*; 日高 宏之*; 柳澤 達也*; 網塚 浩*
Philosophical Magazine, 94(32-33), p.3691 - 3701, 2014/00
被引用回数:16 パーセンタイル:57.90(Materials Science, Multidisciplinary)We performed synchrotron X-ray diffraction measurements on a small single crystal of URuSi
. A backscattering diffraction setup (2
) in combination with a Si(6 6 0) monochromator ensures a high instrumental resolution of
, where
denotes a lattice-plane spacing and
is its spread expressed as the full width at half maximum (FWHM). We carefully measured the (5 5 0) Bragg peak in the temperature range between 5 and 25 K, and found it to show no signature of broadening and splitting when "Hidden Order (HO)" sets in below 17.5 K. Temperature variation of the peak position closely follows the behaviour of the known linear thermal expansion coefficient. Detailed analysis of the peak width reveals that the tetragonal fourfold rotational symmetry of URu
Si
is conserved in HO within the experimental accuracy of the orthorhombicity of
.
田畑 俊夫; 長尾 美春; 小向 文作; 那珂 通裕; 武田 卓士*; 藤木 和男
JAERI-Tech 2002-100, 108 Pages, 2003/01
JMTRの燃料の最高燃焼度を増加させて燃料をより有効に使用し、年間運転日数の増加を図れるよう、炉心構成の改良を検討した結果、改良LEU炉心として、従来のLEU炉心中央部の反射体要素2体に代えて燃料要素2体を追加した新しい炉心構成を決定した。本報告書は改良LEU炉心の安全評価にかかわる熱水力解析の結果をまとめたものである。解析の範囲は、熱設計にかかわる定常解析,運転時の異常な過渡変化及び事故について、それぞれ原子炉設置変更許可申請書の添付書類八,同十に記載された事象である。解析条件は核計算によって得られた熱水路係数等に基づいて保守的に定めた。解析により燃料温度,DNBR,一次系冷却水温度に関する安全上の判断基準を満足することを確認し、これらの結果は原子炉設置変更許可申請に使用された。改良LEU炉心についての設置許可は平成13年3月27日に取得し、同年11月の第142サイクルより同炉心による運転を開始した。
小向 文作; 那珂 通裕; 田畑 俊夫; 長尾 美春; 武田 卓士*; 藤木 和男
JAERI-Tech 2002-067, 75 Pages, 2002/08
JMTRでは、燃料の燃焼度を増加させてより有効に利用することによって運転日数を大幅に増加させる検討を行った結果、従来のLEU炉心に対して標準燃料要素を新たに2体追加して燃料要素29体で構成された改良LEU炉心を考案した。本炉心の核特性をSRACコードシステムを用いて解析した結果、LEU炉心と比べて運転サイクル開始時の過剰反応度が若干大きくなるなどの違いはあるものの、JMTRの安全設計における核特性の設計方針を満足することを確認した。また、本炉心では1サイクル当たり最長32日までの運転が可能であり、燃料要素平均の燃焼度を最高約54%まで増加できることから、従来の4サイクル分の燃料要素消費数で年間180日以上の運転が可能なことがわかった。
那珂 通裕; 長尾 美春; 小向 文作; 田畑 俊夫
Proceedings of 7th Meeting of the International Group on Research Reactors (IGORR-7) (CD-ROM), 7 Pages, 1999/10
現在、JMTRはLEUとMEU燃料を使用した炉心により、年間4~5サイクル、1サイクル当たり約25日間の運転を行っているが、来年からはLEU燃料のみの炉心による運転が予定されている。また最近、年間の運転日数の増加による高フルエンス照射の要望が高まっている。そこでLEU燃料の燃焼度向上による運転日数の増加を図れる炉心構成について検討し、核・熱水力学的解析を行った。その結果、標準燃料数を現在の22本から24本に増加し、現在の2サイクル使用(燃料フォロワは1サイクル使用)から、3サイクル(燃料フォロワは2サイクル使用)とする8-8-8炉心により、年間180日の運転が可能であること、50%を越える燃料平均燃焼度が達成できることが示された。この変更による照射場の中性子フラックスはほとんど変わらず、また、安全評価上の基準も十分満たせる見通しを得た。したがって、本炉心構成によって今後のJMTRの照射効率と燃料経済性の向上が可能であることがわかった。
萩原 雅人; 金子 耕士; 田端 千紘; 廣瀬 雄介; 久保田 正人; 山内 宏樹; 長壁 豊隆
no journal, ,
日本原子力研究開発機構、物質科学研究センターは、3台の三軸分光器を管理・運営している。TAS-1は、JRR-3炉室2Gビームポートに設置されており、強い熱中性子ビームを活用した、偏極中性子実験が行われている。TAS-2は、JRR-3ビームホール熱中性子ガイド管の末端T2-4ポートに設置されており、装置周りのスペースに余裕があることから、特殊試料環境下での中性子散乱実験が行われている。LTASは、同ビームホール冷中性子ガイド管のC2-1ポートに設置されており、高いエネルギー分解能を生かして、磁性体の低エネルギー励起の観測から、生体・食品関連物質の準弾性散乱測定まで、幅広い分野で利用されている。マシンタイムは、独自利用(原子力機構スタッフの研究や共同研究、受託研究)、および施設供用利用(有償による成果占有/非占有、または無償によるトライアルユース課題として、ビームタイムを外部ユーザーに提供する制度)で配分され、研究を推進している。原子力機構では、各分光器の特徴を活かした研究だけでなく、広いQ-空間の走査など、これら3台の三軸分光器群を相補的に活用した研究を展開している。当日の発表では、3台の装置の現状と成果、および今後の計画について報告する。
田端 千紘; 今 布咲子*; 網塚 浩*; 清水 悠晴*; 青木 大*; 中尾 裕則*
no journal, ,
Magnetic materials with no inversion center at the magnetic site have attracted much attention from the viewpoints of chiral magnetic orders and electromagnetic effects in recent years. URhSn has a crystal structure without spatial inversion symmetry (hexagonal, space group P-62m) consisting of distorted Kagome layers, and according to previous reports on polycrystalline samples, it undergoes a two-step phase transition at To = 54 K and TC = 16 K. While the low-temperature phase is considered a ferromagnetic phase with spontaneous magnetization along the c-axis, the order parameter of the high-temperature phase has remained unknown for decades. No symmetry breaking has been detected for this mysterious phase by microscopic measurements such as powder neutron diffraction and Mossbauer spectroscopy. We recently succeeded in growing high-quality single crystals of this compound and clarified its detailed bulk properties (specific heat, magnetization, electrical resistivity, and thermal expansion). Interestingly, the high-temperature phase below To isstabilized by a magnetic field parallel to the c-axis, despite the absence of a c-axis spontaneous magnetization component. This peculiar behavior indicates neither a simple ferromagnetic nor antiferromagnetic scenario. We investigated the order parameter of this unknown phase using a resonant X-ray scattering (RXS) technique. On the resonance condition at the M4 absorption edge of U, we observed a slight increase in the intensity of a fundamental Bragg reflection below To, suggesting an order parameter with q = 0 that does not break the translational symmetry of the crystal. The observed RXS signal can be interpreted by either case of order parameters of magnetic dipoles and electric quadrupoles. Given the Sn-Mossbauer and Sn-NMR reports of no internal magnetic field associated with the order, an electric quadrupolar order is more plausible.
田端 千紘; 金子 耕士; 芳賀 芳範; 今 布咲子*; 日比野 瑠央*; 太田 玖吾*; 松本 裕司*; 網塚 浩*; 中尾 裕則*
no journal, ,
ハニカム層状構造化合物UPt
Ga
は、Uイオンが形成する擬六方対称のハニカム層が、乱れを伴って積層した結晶構造をとる。単位格子は面内方向に変位した2枚のハニカム層を含み、この変位によって六回回転対称が破られるため、結晶構造は直方晶で記述される。しかしながら、120
ずつ回転した3ドメインが積層乱れを与える形で混在するために、バルクの単結晶は見かけ上の六回回転対称を有している。積層乱れに加え、2枚のハニカム層間の距離が比較的大きいことから、2次元的なハニカム磁性体の観点から興味が持たれる本系について、その低温磁気秩序を共鳴X線散乱と中性子回折によって調べた。実験の結果、六方晶表記においてq=(1/6, 1/6, 0)の伝搬ベクトルで記述される磁気反射をTN=26K以下で観測した。この磁気秩序は、積層方向の相関距離が短い異方的な磁気相関長で特徴付けられ、層間の磁気相関が比較的弱いことが示された。さらに、中性子回折強度の半定量的解析と群論的考察から磁気構造を決定し、ハニカム面内の交換相互作用のフラストレーションが主要な役割を担っていることを明らかにした。
金子 耕士; 田端 千紘; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; 大石 一城*; 伊藤 孝; 宗像 孝司*; 鬼柳 亮嗣; 垣花 将司*; 辺土 正人*; et al.
no journal, ,
トリリウム格子化合物EuPt(
=Si,Ge)は、磁気スキルミオンの典型物質MnSiと同じ空間群
に属し、有限磁場・温度のみで存在する特異な磁場誘起秩序相をもつ。巨大なホール抵抗に加え、中性子・共鳴X線による研究から、この磁場誘起秩序相において磁気スキルミオン格子が実現していることを報告した。MnSiなどのd電子系と比べ、1/10程度の極めて短周期であることに加え、強い印加磁場異方性の存在など異なる特徴を有していることから、新たなメカニズムによる形成が示唆されている。最近Gd化合物を中心にf電子系での磁気スキルミオン化合物が相次いで発見され、短周期など共通する特徴が見出される一方で、EuPtXでは印加磁場方向により、ホール異常を伴う複数の磁場誘起秩序相の存在や、立方晶としては極めて低対称の秩序波数(
=(0.09, 0.20, -0.28))など、固有の特徴が見出されている。今回、磁場誘起秩序相について、単結晶中性子回折、小角散乱を駆使し、異方性を中心に調べた結果を報告する。