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論文

Magnetocaloric effect of Sr-substituted BaFeO$$_{3}$$ in the liquid nitrogen and natural gas temperature regions

吉井 賢資; 林 直顕*; 水牧 仁一朗*; 高野 幹夫*

AIP Advances (Internet), 7(4), p.045117_1 - 045117_6, 2017/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.95(Nanoscience & Nanotechnology)

本研究では、川崎市の明治大学生田キャンパスにおいて、土壌を深さ30cmまでコアサンプラーを用いて採取し、逐次抽出法を適用することで、放射性セシウムの深度別存在形態分析を行った。土壌試料は、生田キャンパス内の人の手が加えられていない6地点で、植生を考慮し採取した。表層土壌を一地点につき、深度別形態分析用の土壌を採取するポイントを中心に、30cm四方の4点(深さ5cm)でスコップを用いて採取した。また、生田キャンパスの北東で、コアサンプラーを用いて、深さ30cm分の土壌を採取した。採取したコア土壌は、5cmごとに分割し、ねじ口U-8式容器に充填した。放射性セシウム濃度は深度別に、2.5Bq kg$$^{-1}$$ (0-5cm)、22.3Bq kg$$^{-1}$$ (5-10cm)、3.4Bq kg$$^{-1}$$ (10-15cm)、0.3Bq kg$$^{-1}$$ (15-20cm)、0.8Bq kg$$^{-1}$$ (20-25cm)、1.0Bq kg$$^{-1}$$ (25-30cm)であった。川崎市で採取した土壌中の放射性セシウムは、表層から土壌の深さ方向に浸透していることが示唆される。

論文

Electronic structure of BaFeO$$_{3}$$ studied by X-ray spectroscopy

水牧 仁一朗*; 藤井 将*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 斎藤 高志*; 島川 祐一*; 魚住 孝幸*; 高野 幹夫*

Physica Status Solidi (C), 12(6), p.818 - 821, 2015/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:6.54

新規強磁性体BaFeO$$_{3}$$の電子状態を、放射光による高エネルギー光電子分光とX線吸収分光により調べた。実験データおよび理論計算から、この物質は負の電荷移動エネルギーを持つ系であることを示した。すなわち、酸素2p電子のエネルギーが鉄3d軌道のエネルギーより高いため、酸素2p電子が鉄3d軌道を埋めやすい性質を持っている。通常の遷移金属酸化物では、酸素2p軌道のエネルギーは遷移金属3d軌道のそれより低いため、このようなことは起こらない。すなわち、BaFeO$$_{3}$$は、通常の酸化物とは異なる性質を持つ。この性質の起源として、鉄3d軌道のクーロン反発力と、鉄3dと酸素2p軌道の強い混成であることを提案した。

論文

Suppression of temperature hysteresis in negative thermal expansion compound BiNi$$_{1-x}$$Fe$$_{x}$$O$$_{3}$$ and zero-thermal expansion composite

奈部谷 光一郎*; 村松 裕也*; 岡 研吾*; 中野 紀穂*; 北條 元*; 水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 肥後 祐司*; 林 直顕*; 高野 幹夫*; et al.

Applied Physics Letters, 106(6), p.061912_1 - 061912_5, 2015/02

 被引用回数:40 パーセンタイル:10.94(Physics, Applied)

ほとんどの物質は温度が上昇すると、熱膨張によって長さや体積が増大する。光通信や半導体製造などの精密な位置決めが要求される局面では、このわずかな熱膨張が問題になる。そこで、昇温に伴って収縮する「負の熱膨張」を持つ物質によって、構造材の熱膨張を補償することが行われている。本研究において、室温付近で既存材料の2倍以上の大きさの「負の熱膨張」を示す酸化物材料を発見した。添加元素の量を変化させることで負の熱膨張が現れる温度域を制御できるほか、これまでの材料の問題点だった温度履歴が抑制されている。

論文

Orbital magnetic moment and coercivity of SiO$$_2$$-coated FePt nanoparticles studied by X-ray magnetic circular dichroism

高橋 文雄*; 門野 利治*; 山本 真平*; Singh, V. R.*; Verma, V.*; 石上 啓介*; 芝田 悟朗*; 原野 貴幸*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; et al.

Physical Review B, 90(2), p.024423_1 - 024423_5, 2014/07

AA2015-0417.pdf:0.45MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.29(Materials Science, Multidisciplinary)

We have investigated the spin and orbital magnetic moments of Fe in FePt nanoparticles in the $$L1_{0}$$-ordered phase coated with SiO$$_2$$ by X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) measurements at the Fe $$L_{2,3}$$ absorption edges. The magnetic coercivity (H$$_{c}$$) was found to be as large as 1.8 T at room temperature, 3 times larger than the thin film value and 50 times larger than that of the gas phase condensed nanoparticles. The hysteresis curve is well explained by the Stoner-Wohlfarth model for noninteracting single-domain nanoparticles with the H$$_{c}$$ distributed from 1 to 5 T.

論文

Magnetocaloric effect of field-induced ferromagnet BaFeO$$_{3}$$

水牧 仁一朗*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 齊藤 高志*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*

Journal of Applied Physics, 114(7), p.073901_1 - 073901_6, 2013/08

 被引用回数:16 パーセンタイル:34.45(Physics, Applied)

磁場誘起強磁性を示す新規ペロブスカイト鉄酸化物BaFeO$$_{3}$$の磁気熱量効果を調べた。この物質は、酸化物には珍しいFe$$^{4+}$$という高い価数の鉄イオンを含む。この系の基底状態は反強磁性であるが、0.3T以上の磁場により鉄スピンが強磁性転移を示す。キュリー温度は111Kである。磁気熱量効果測定から、磁化が温度及び磁場変化の両方において、ほぼ可逆的な変化をすることを見いだした。すなわちヒステリシスがないため、熱損失のない効率的な冷却が可能な物質である。放射光磁気円二色性測定から、この性質は、Fe$$^{4+}$$イオンが実際はFe$$^{3+}$$L(Lは酸素ホール)の状態となっており、この状態の磁気異方性が少ないことに起因する。冷却におけるエントロピー変化と冷却能力は、キュリー点近傍で5.8Jkg$$^{-1}$$K$$^{-1}$$及び172Jkg$$^{-1}$$と比較的大きかった。BaFeO$$_{3}$$は希土類を含まず、熱媒体となる水に耐性があることから、新しい磁気熱量物質として提案できる。

論文

Quasiparticle interference and superconducting gap in Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$

花栗 哲郎*; 幸坂 祐生*; Davis, J. C.*; Lupien, C.*; 山田 幾也*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 大石 一城; 小野 雅紀*; 高木 英典*

Nature Physics, 3(12), p.865 - 871, 2007/12

 被引用回数:128 パーセンタイル:3.91(Physics, Multidisciplinary)

High-transition-temperature (high-$$T_c$$) superconductivity is ubiquitous in the cuprates containing CuO$$_2$$ planes, but each cuprate has its own character. The study of the material dependence of the $$d$$-wave superconducting gap (SG) should provide important insights into the mechanism of high-$$T_c$$ superconductivity. However, because of the "pseudogap" phenomenon, it is often unclear whether the energy gaps observed by spectroscopic techniques really represent the SG. Here, we use scanning tunnelling spectroscopy to image nearly optimally doped Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$ (Na-CCOC) with $$T_c=25 sim 28$$ K. It enables us to observe the quasiparticle interference effect in this material, through which we obtain unambiguous information on the SG. Our analysis of quasiparticle interference in Na-CCOC reveals that the SG dispersion near the gap node is almost identical to that of Bi$$_2$$Sr$$_2$$CaCu$$_2$$O$$_y$$ (Bi2212) at the same doping level, despite the $$T_c$$ of Bi2212 being three times higher than that of Na-CCOC. We also find that the SG in Na-CCOC is confined in narrower energy and momentum ranges than Bi2212, which explains $$-$$ at least in part $$-$$ the remarkable material dependence of $$T_c$$.

論文

Soft X-ray magnetic circular dichroism study of Ca$$_{1-x}$$Sr$$_x$$RuO$$_3$$ across the ferromagnetic quantum phase transition

岡本 淳*; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 寺井 恒太*; 藤森 伸一; 村松 康司*; 吉井 賢資; 間宮 一敏*; 小出 常晴*; 藤森 淳; et al.

Physical Review B, 76(18), p.184441_1 - 184441_5, 2007/11

 被引用回数:25 パーセンタイル:27.2(Materials Science, Multidisciplinary)

Sr濃度xが0.3以上で強磁性に転移するCa$$_{1-x}$$Sr$$_x$$RuO$$_3$$の磁性と電子構造の関係をRu 3$$p$$及びO 1$$s$$内殻吸収分光の磁気円二色性(XMCD)を用いて研究した。XMCD構造はxが0.3付近で現れ、強磁性相ではxとともに単調に増大した。XMCD強度がxとともに単調に増大することはStoner型の遍歴強磁性に見られるものであるが、Ru 3$$p$$, O 1$$s$$ともにXMCDスペクトル形状に変化が見られなかったことはCa$$_{1-x}$$Sr$$_x$$RuO$$_3$$の遍歴強磁性が強い電子相関に影響されていることを示している。

論文

Low-energy spectroscopic mapping studies in optimally-doped Ca$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$

花栗 哲郎*; 幸坂 祐生*; Davis, J. C.*; Lupien, C.*; 山田 幾也*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 大石 一城; 高木 英典*

Physica C, 460-462, p.954 - 955, 2007/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.62(Physics, Applied)

高分解能走査型トンネル顕微鏡により最適ドープのCa$$_{2-x}$$Na$$_x$$CuO$$_2$$Cl$$_2$$の研究を行った。以前低ドープの試料で見られていた「チェッカーボード」と呼ばれる局所状態密度の変調がここでも見られた。また、空間的に不均一なギャップが見られ、このギャップは昇温とともに消失する傾向にあった。これらの結果はギャップチェッカーボード型変調と共存した超伝導に関係していることを示唆する。

論文

Characterization of electrode/electrolyte interface for lithium batteries using ${it in situ}$ synchrotron X-ray reflectometry; A New experimental technique for LiCoO$$_{2}$$ model electrode

平山 雅章*; 園山 範之*; 安部 武志*; 箕浦 真知子*; 伊藤 真純*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 菅野 了次*; 寺嶋 孝仁*; 高野 幹夫*; et al.

Journal of Power Sources, 168(2), p.493 - 500, 2007/06

 被引用回数:75 パーセンタイル:9.89(Chemistry, Physical)

パルスレーザー堆積法により作成したLiCoO$$_{2}$$エピタキシャル薄膜を電極として、X線反射率測定により、電極/溶液界面の構造解析を行った。薄膜成長後に形成された不純物層が溶液に浸漬することで溶解し、新たなSEI層が形成されることがわかった。(110)面では、充放電によりラフネスが増加するが、(003)面では変化がないことがわかった。

論文

Origin of the monoclinic-to-monoclinic phase transition and evidence for the centrosymmetric crystal structure of BiMnO$$_3$$

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 横澤 忠洋*; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 木本 浩司*; 松井 良夫*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 129(4), p.971 - 977, 2007/01

 被引用回数:158 パーセンタイル:4.62(Chemistry, Multidisciplinary)

BiMnO$$_3$$の単相多結晶試料を高圧合成し、その結晶構造を制限視野電子回折,収束電子線回折,中性子回折データを用いたリートベルト解析により調べた。制限視野電子線回折,収束電子線回折のデータはBiMnO$$_3$$が300Kで中心対称を有するC2/cであることを示している。Mn-O結合長の解析結果は、BiMnO$$_3$$が300Kで軌道秩序し、474Kではその秩序がなくなっていることを示している。474Kでの相転移は磁化,有効磁気モーメント,ワイス温度の小さなとびを伴う一次相転移である。

論文

Neutron powder diffraction study on the crystal and magnetic structures of BiCoO$$_3$$

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 新高 誠司*; 東 正樹*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*; 泉 富士夫*; et al.

Chemistry of Materials, 18(3), p.798 - 803, 2006/02

 被引用回数:226 パーセンタイル:1.43(Chemistry, Physical)

BiCoO$$_3$$の結晶構造と磁気構造を、T=5$$sim$$520Kで測定した粉末中性子回折データのリートベルト解析によって決定した。BiCoO$$_3$$は測定したすべての温度範囲で、BaTiO$$_3$$, PbTiO$$_3$$と同形の結晶構造である。BiCoO$$_3$$は絶縁体で、ネール温度470Kである。この反強磁性秩序に対して、伝播ベクトルk=(1/2, 1/2, 0)のモデルを提案した。このモデルではCo$$^{3+}$$イオンの磁気モーメントが、c軸方向には平行に、ab面内には反強磁性的に整列している。つまり反強磁性秩序したab面がc軸方向に強磁性的に積み重なり、C型の反強磁性磁気構造を形成している。精密化された磁気モーメントの値は5Kで3.24$$mu$$$$_{{it B}}$$,300Kで2.92$$mu$$$$_{{it B}}$$である。またBiCoO$$_3$$の化学量論比からのずれがないことが確認された。BiCoO$$_3$$は大気中、720K以上ではCo$$_3$$O$$_4$$とBi$$_{25}$$CoO$$_{39}$$に分解する。

論文

Magnetic excitations from the linear Heisenberg antiferromagnetic spin trimer system A$$_3$$Cu$$_3$$(PO$$_4$$)$$_4$$ (A=Ca, Sr, and Pb)

松田 雅昌; 加倉井 和久; Belik, A. A.*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 藤田 全基*

Physical Review B, 71(14), p.144411_1 - 144411_5, 2005/04

 被引用回数:29 パーセンタイル:25.34(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子散乱により直鎖トライマー系A$$_3$$Cu$$_3$$(PO$$_4$$)$$_4$$(A=Ca, Sr, Pb)の磁気励起を測定した。励起スペクトルのエネルギー,Q,温度依存性の解析の結果、これらの物質は典型的なハイゼンベルグ反強磁性直鎖トライマー系であることを明らかにした。また、トライマー内の相互作用をA$$_3$$Cu$$_3$$(PO$$_4$$)$$_4$$(A=Ca, Sr, Pb)に対してそれぞれ9.39(4), 9.99(4), 9.07(4)meVと決定した。

論文

Antiferromagnetic-to-ferromagnetic transition induced by diluted Co in SrFe$$_{1-x}$$Co$$_x$$O$$_3$$:Magnetic circular X-ray dichroism study

岡本 淳*; 間宮 一敏*; 藤森 伸一; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 村松 康司*; 吉井 賢資; 藤森 淳*; 田中 新*; Abbate, M.*; et al.

Physical Review B, 71(10), p.104401_1 - 104401_5, 2005/03

 被引用回数:20 パーセンタイル:35.14(Materials Science, Multidisciplinary)

SrFe$$_{1-x}$$Co$$_x$$O$$_3$$での反強磁性-強磁性転移($$x_c$$$$simeq$$0.15)が電子構造へ及ぼす影響を軟X線内殻吸収磁気円二色性を用いて研究した。総和側から導いたFe $$3d$$状態とCo $$3d$$ 状態の軌道及びスピン磁気モーメントは異なるドーピング依存性を示した。Fe $$3d$$のスピン磁気モーメントはCoドープにしたがって徐々に増大するのに対し、Co $$3d$$のスピン磁気モーメントは反強磁性状態において既に揃っていた。このことから、Feの磁気モーメントがCoの磁気モーメントによって揃えられることで強磁性-強磁性転移が生じていることが示された。

論文

Study of Photo-Cathode RF Gun for a High Brightness Electron Beam

山崎 良雄; 平野 耕一郎*; 福田 将史*; 高野 幹男*; 荒木 栄*; 照沼 信浩*; 浦川 順治*

Proceedings of 9th European Particle Accelerator Conference (EPAC 2004), 0 Pages, 2004/07

高輝度電子源のためのフォトカーソードRF電子銃に関する報告で、特に、カソードからの高エミッション実験の結果と解析的方法を用いた結果との比較とその評価を行った。

論文

Charge-ordered state in single-crystalline CaFeO$$_{3}$$ thin film studied by X-ray anomalous diffraction

赤尾 尚洋*; 東 勇介; 薄田 学; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 浜田 典昭*; 林 直顕*; 寺嶋 孝仁*; 高野 幹夫*

Physical Review Letters, 91(15), p.156405_1 - 156405_4, 2003/10

 被引用回数:31 パーセンタイル:20.3(Physics, Multidisciplinary)

X線異常分散効果を利用した実験とバンド理論計算を実験結果の解析手法として利用し、CaFeO$$_{3}$$の電荷分離状態の実態を議論した。これまでの実験では、電荷分離状態は290K以下でFeに2-siteが出現し、それぞれの価数が3価と5価に分離したと考えられていた。しかし、今回のわれわれの実験によりFeの3d電子の数は変化しないで、Fe-Oにおける3d-2p電子の混合状態が変わること、すなわち酸素2p状態にホールが局在した状態であることを示した。

論文

放射光X線回折を利用した高圧合成研究

東 正樹*; 斎藤 高志*; 新高 誠司*; 石渡 晋太郎*; 神田 浩周*; 山田 幾也*; 高野 幹夫*; 内海 渉

固体物理, 38(2), p.141 - 150, 2003/02

放射光X線回折実験を高圧相遷移金属酸化物の単結晶育成に応用した研究、並びに高圧合成された微量の試料を用いた構造解析の実例について紹介する。放射光を用いた高温高圧下その場X線回折実験により、試料の相転移,融解,凝固などが起こる温度圧力条件についての詳細な情報が得られ、それをもとに、実験室での単結晶育成が効率的に行われている。

論文

Single-crystal growth of transition metal oxides at high pressures of several GPa

東 正樹*; 斎藤 高志*; 石渡 晋太郎*; 吉田 裕史*; 高野 幹夫*; 高坂 祐樹*; 高木 英典*; 内海 渉

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(44), p.11321 - 11324, 2002/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:59.62(Physics, Condensed Matter)

数万気圧の高圧下におけるX線回折実験の結果をもとに、種々の遷移金属酸化物の単結晶育成を行った。(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$, CaNaCu$$_{2}$$Cl$$_{2}$$, CaFeO$$_{3}$$の結果について報告する。

論文

Single crystal growth of the high pressure phase of (VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$ at 3GPa

斎藤 高志*; 寺島 敬*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 後藤 忠志*; 大田 宏*; 内海 渉; Bordet, P.*; Johnston, D. C.*

Journal of Solid State Chemistry, 153(1), p.124 - 131, 2000/08

 被引用回数:35 パーセンタイル:20.16(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$の高圧相の単結晶を3GPaの圧力下で、温度を高温から徐冷することによって得た。合成に先立ち、放射光によるその場観察実験を行い、合成条件を効率的に探ることができた。得られた単結晶について、X線回折,磁気測定などが行われた。

論文

スピンギャップ化合物(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$高圧相の磁性と単結晶作製

斎藤 高志*; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 広井 善二*; 鳴海 康雄*; 金道 浩一*; 内海 渉

粉体および粉末冶金, 46(9), p.1014 - 1019, 1999/09

(VO)$$_{2}$$P$$_{2}$$O$$_{7}$$の高圧相の単結晶を3GPaの圧力下で、温度を高温から徐冷することによって得た。合成に先立ち、放射光によるその場観察実験を行い、合成条件を効率的に探ることができた。得られた単結晶について、X線回折,磁気測定などが行われた。

論文

Neutron-diffraction study of Na- and K-jarosites

稲見 俊哉*; 前川 覚*; 高野 幹夫*

J. Magn. Magn. Mater., 177-181, p.752 - 753, 1998/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:31.43

カゴメ格子反強磁性体は、極めて揺動の大きい系として知られており、その基底状態の性質には大変興味が集まっている。ジャロサイト化合物では、Fe$$^{3+}$$のイオンがカゴメ格子を組み、モデル物質と考えられている。残念ながら、約60Kで3次元秩序化するが、最近逐次相転移が行っていることが、NMRなどから判明し、フラストレーションとのからみに興味が持たれている。この逐次相転移の性質を明らかにするために、中性子回折での磁気構造の決定を試みた。低温相の磁気構造は、いわゆるq=0構造であることが明らかになったが、中間相の構造は、S/Nが十分とれず、不明である。

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