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論文

Applications of $$^{3}$$He neutron spin filters on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 相澤 一也; 新井 正敏; 能田 洋平; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012017_1 - 012017_7, 2011/06

https://doi.org/10.1088/1742-6596/294/1/012017
 被引用回数：2 パーセンタイル：65.52(Physics, Applied)

A polarized $$^{3}$$He neutron spin filter has been applied to polarization analysis on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II at JRR-3. Measurements were taken on silver behenate, which has several coherent peaks in the small-angle region with a background of spin incoherent hydrogen scattering. Here we demonstrate that the coherent and spin incoherent scattering were successfully separated by the polarization analysis using the $$^{3}$$He spin filter on the instrument.

論文

Structure of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012004_1 - 012004_7, 2011/06

https://doi.org/10.1088/1742-6596/294/1/012004
 被引用回数：2 パーセンタイル：65.52(Physics, Applied)

In spin-exchange optical pumping, there is unknown excess relaxation, called the X-factor, that limits attainable $$^{3}$$He polarization. It is known that the X-factor depends on the glass containers. Hence, it is expected that there are cell-to-cell variations in microscopic structure among the cells and that these variations affect the attainable $$^{3}$$He polarization. However, microscopic structure of the glasses for $$^{3}$$He neutron spin filters has not been clarified yet. In this paper, we have performed precise X-ray diffraction measurements for the glasses at SPring-8 using synchrotron radiation. The structural differences are observed between several types of glasses, and also, between the GE180 glass pieces with different thermal treatment. Based on the results, the structural influence on the performance of $$^{3}$$He neutron spin filters is discussed.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

https://doi.org/10.1016/j.physb.2010.12.020

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters have attracted much attention because of their available wide energy range for polarizing neutrons and their large solid-angle. To use $$^{3}$$He neutron spin filters for the experiments, it is necessary to produce glass cells with good quality. For this purpose, we made research on the glass cells from several aspects. Firstly, we investigated on the microscopic structure for several glasses by means of X-ray diffraction measurement and tried to find a good measure of evaluating the quality of the cells in terms of their structure. Secondly, we investigated on the glass window, which the laser beam passes through for optical pumping. Thirdly, the cells should be optimized for the polarized neutron scattering experiments and the background from the cells needs to be evaluated. The scattered intensity from the cell in small-angle neutron scattering will also be presented.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

https://doi.org/10.1016/j.physb.2010.12.020
 被引用回数：3 パーセンタイル：16.25(Physics, Condensed Matter)

Glass cells play an important role in polarized $$^{3}$$He neutron spin filters. To evaluate the scattering and absorption contribution from glass cells during neutron scattering experiments, we measured small-angle scattering and neutron transmission in GE180 and other glasses. To pursue the possibility of being a structural influence on $$^{3}$$He spin relaxation in GE180 glass cells, we performed precise X-ray diffraction measurement using synchrotron radiation at SPring-8. From these measurements, a structural difference was observed among GE180 glasses with different thermal treatments.

論文

Characterization of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 新井 正敏; 武田 全康; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 634(1, Suppl.), p.S122 - S125, 2011/04

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters are promising neutron polarizers in polarized neutron scattering experiments at facilities with two-dimensional detectors and pulsed neutron source. Although they are now operational at several institutions, it is still desired to be developed. Among required factors for the development, the study on the glasses in the filters is one of the important issues. In this paper, we report our recent investigation on the glass cells such as X-ray diffraction measurements and the measurements of the degree of circular polarization of the transmitted laser light through the glass window in the filter.

論文

Anisotropic spin freezing in lightly-doped La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$

松田 雅昌; 藤田 全基*; 武田 全康; 加倉井 和久; 山田 和芳*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S82 - S83, 2010/12

https://doi.org/10.1016/j.physc.2009.11.009
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.48(Physics, Applied)

We performed polarized neutron scattering experiments in lightly-doped La$$_{1.982}$$Sr$$_{0.018}$$CuO$$_4$$, which shows both N$'e$el ordering and spin-glass state at low temperatures. Three-dimensional neutron polarization analysis was performed on diffuse magnetic peaks in the spin-glass phase. From the analysis, we concluded that the ratio of the spin components along the $$a$$, $$b$$ and $$c$$ axes is 0.8, 1.0 and 0.15, respectively, indicating that the low energy spin fluctuations ($$|E|$$$$<$$1.7 meV) have the XY anisotropy.

論文

Incommensurate spin correlations induced by magnetic Fe ions substituted into overdoped Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+z}$$

平賀 晴弘*; 林 陽一郎*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 足立 匡*; 小池 洋二*; 山田 幾也*; 宮崎 正範*; 平石 雅俊*; et al.

Physical Review B, 81(14), p.144501_1 - 144501_6, 2010/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.144501
 被引用回数：15 パーセンタイル：55.02(Materials Science, Multidisciplinary)

Spin correlations in the overdoped region of Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+z}$$ have been explored with Fe-doped single crystals characterized by neutron scattering, muon-spin-rotation spectroscopy, and magnetic-susceptibility measurements. The incommensurability $$delta$$ is unexpectedly large ($$sim$$0.2 r.l.u.), as compared with the overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$. However, this large $$delta$$ is close to the hole concentration $$p$$. While our findings in Fe-doped Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+z}$$ support the commonality of incommensurate spin correlations in high-$$T_c$$ cuprate superconductors, they also suggest that the magnetic response might be dominated by a distinct mechanism in the overdoped region.

論文

Fe-doping effects on magnetism in hole-type superconductors of (Bi,Pb)$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CuO$$_{6}$$

平賀 晴弘*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 山田 和芳*

Journal of Physics; Conference Series, 200, p.012059_1 - 012059_4, 2010/02

https://doi.org/10.1088/1742-6596/200/1/012059
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.04(Materials Science, Multidisciplinary)

Bi$$_{1.75}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.90}$$CuO$$_{6+delta'}$$に対してFeドーピングがスピン相関に与える影響を探った。磁気効果による中性子非弾性散乱がincommensurateな位置に観測され、その性質がオーバードープ相においてLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$とは異なることがわかった。オーバードープ相での異常を動的ストライプモデルから考察した。

論文

Pressure-induced valence change in the rare earth metals; The Case of praseodymium

立岩 尚之; 中川 彰利*; 藤尾 和彦*; 河江 達也*; 竹田 和義*

Journal of Alloys and Compounds, 408-412, p.244 - 247, 2006/02

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.04.032
 被引用回数：2 パーセンタイル：21.85(Chemistry, Physical)

希土類単体プラセオジミウム(Pr)は20GPaにおいてd-fcc結晶構造(Pr-III相)から$$alpha$$-U型(Pr-IV相)へと結晶構造が変化する。この転移は16%に及ぶ体積収縮を伴い、Prイオンの価数転移に起因すると考えられている。高圧相では2つの4f電子が遍歴的電子状態にあると考えられる。Pr-IV相の電子状態を調べるため、われわれは32GPaまでダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧下電気抵抗測定を行った。Pr-IV相における電気抵抗の温度依存性は上に凸の特徴を示し、4f電子はフェルミエネルギー近傍で狭い準粒子バンドを形成することが示唆される。また、Pr-IV相では$$T_0$$で電気抵抗異常が出現する。低温における電気抵抗の磁場依存性などから考慮して、磁気的基底状態が示唆される。$$T_0$$の起源について議論する。

報告書

The Study on the corrosion of pool components by the evaluation of micro-elements variation in fuel storage water, 1984

武田 維博; 金子 洋光; 渡部 一良; 落合 和哉

PNC TN841 84-63, 10 Pages, 1984/10

PNC-TN841-84-63.pdf:0.12MB

None

報告書

The Study on the Corrosion of Pool Components by the Evaluation of Micro-elements Variation in fuel storage Water, 1983

落合 和哉; 武田 維博; 渡部 一良; 小巻 順*

PNC TN841 84-62, 22 Pages, 1983/09

PNC-TN841-84-62.pdf:0.38MB

None

口頭

La$$_{2-x}$$(Sr,Ba)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$のスピン揺らぎの異方性の研究

脇本 秀一; 加倉井 和久; 松田 雅昌; 武田 全康; 藤田 全基*; 山田 和芳*; Gu, G.*; Tranquada, J. M.*; Birgeneau, R. J.*; Zhang, H.*

no journal, , 

214型銅酸化物高温超伝導体における磁気励起へのストライプ構造の影響を調べるため、強固なストライプ構造を持つLa$$_{1.875}$$Ba$$_{0.125}$$CuO$$_{4}$$と弱いストライプ秩序を示すLa$$_{1.92}$$Sr$$_{0.08}$$CuO$$_{4}$$の単結晶を用いて偏極中性子非弾性散乱実験を行い、低エネルギー領域($$omega < 8$$meV)の磁気励起の偏極性を調べた。前者の試料では10Kでストライプ構造に起因する格子非整合弾性散乱ピークが観測され、偏極解析により秩序化したCu$$^{2+}$$スピンはCuO$$_{2}$$面内に寝ていることを確認した。偏極中性子非弾性散乱実験では$$omega = 4$$meVのエネルギーでスピンが面内にのみ揺らいでいることを観測した。これとは対照的に後者の試料では10K, 4meVでの磁気揺らぎは完全に等方的であった。以上の結果は低エネルギー磁気励起はストライプの影響を強く受けていることを示唆する。

口頭

La$$_{2-x}$$(Sr,Ba)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の磁気揺動とその偏極性

脇本 秀一; 藤田 全基*; Gu, G.*; 加倉井 和久; 松田 雅昌; 武田 全康; Tranquada, J. M.*; 山田 和芳*; Birgeneau, R. J.*; Frost, C. D.*

no journal, , 

銅酸化物高温超伝導体の磁気励起に対するストライプの影響を調べるため、強固なストライプ構造を持つLa$$_{1.875}$$Ba$$_{0.125}$$CuO$$_{4}$$と弱いストライプ秩序を示すLa$$_{1.92}$$Sr$$_{0.08}$$CuO$$_{4}$$の単結晶を用いて偏極非弾性散乱実験を行い、低エネルギー領域($$omega$$$$<$$8meV)の磁気励起の偏極性を調べた。LBCO12.5%の試料では10Kでストライプ構造に起因する格子非整合弾性散乱ピークが観測され、偏極解析により秩序化したCu$$^{2+}$$スピンはCuO$$_2$$面内に寝ていることを確認した。偏極中性子非弾性散乱実験では$$omega$$=4meVのエネルギーでスピンが面内にのみ揺らいでいることを観測した。さらにLSCO8%の試料ではスピンの揺らぎが等方的であることを発見した。これらの結果は低エネルギー磁気励起がストライプの影響を強く受けていることを示唆する。

口頭

Anisotropic spin freezing in lightly-doped La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$

松田 雅昌; 藤田 全基*; 武田 全康; 山田 和芳*; 加倉井 和久

no journal, , 

これまでの中性子散乱実験の結果から、La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$低ホール濃度領域(0$$<x<$$0.055)のスピングラス相においては斜め非整合磁気相関を有する静的秩序が存在することがわかっている。われわれは、斜め非整合磁気相の短距離反強磁性秩序の性質を調べるために、La$$_{1.982}$$Sr$$_{0.018}$$CuO$$_4$$単結晶の偏極中性子回折実験を行った。その結果、第一にカイラリティが観測されないことを明らかにした。これは、磁気秩序がスパイラル構造ではなくストライプ構造であるか、スパイラル磁気構造の時計回りと反時計回りのドメインが等価に存在するかのどちらかであることを示す。また、スピンがほぼCuO$$_2$$面内を向いているが有限の$$c$$軸成分が存在すること、CuO$$_2$$面内で磁気異方性があり$$b$$軸方向によりスピンが向いていることを明らかにした。

口頭

Emergence of magnetic modulations in the overdoped phase of Bi2201 by Fe doping

平賀 晴弘*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 山田 和芳*

no journal, , 

Recently, we succeeded in growing large single crystals of Fe and Pb co-doped superconducting compound Bi2201, and diffuse scatterings were discovered at incommensurate positions around the antiferromagnetic wave vector $$(pi, pi)$$ below $$T sim 30$$ K with unpolarized neutron. We have carried out polarized neutron scattering experiments on TAS-1 at JRR-3, and confirmed that the incommensurate diffuse scattering has the magnetic origin. This is the first observation of magnetic order in the Bi2201 compounds.

口頭

チョッパー分光器「四季」の現状

梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中村 充孝; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 水野 文夫; 柴田 薫; et al.

no journal, , 

「四季」はJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に設置されるチョッパー型非弾性散乱装置の一つであり、数100meV以下のエネルギー領域で中分解能ながら従来の装置に比して飛躍的な測定効率の向上を目指した装置である。今年度後半からの供用開始に向けて現在建設が急ピッチで進められ、9月には一部の機器が未整備ながらも中性子ビームを使用した試験調整運転を開始した。本発表では「四季」の建設状況を9月のビーム実験の結果も交えながら報告する。

口頭

チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」

梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中村 充孝; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 水野 文夫; 柴田 薫; et al.

no journal, , 

「四季」は大強度陽子加速器施設(J-PARC)物質・生命科学実験施設(MLF)に設置されるチョッパー型非弾性散乱装置の一つであり、数100meV以下のエネルギー領域で中分解能ながら従来の装置に比して飛躍的な測定効率の向上を目指した装置である。その性能達成のために、本装置は楕円集光型中性子導管や、長尺(2.5m)位置敏感型検出器等の高性能機器を備え、さらに新型フェルミチョッパーによる複数エネルギー同時測定や$$^3$$Heスピンフィルターによるスピン偏極解析といったオプションも予定している。今年度からの供用装置の一つとして現在建設及び試験調整が急ピッチで進められ、昨年9月から一部の機器が未整備ながらも中性子ビームを使用した試験調整運転を開始した。本発表では「四季」の建設状況をビーム実験の結果も交えながら報告する。

口頭

偏極$${}^{3}$$He中性子スピンフィルターの開発,3

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 武田 全康; 脇本 秀一; et al.

no journal, , 

偏極中性子散乱実験は物質の磁気構造を明らかにするうえで極めて有効な手段である。JRR-3においても偏極中性子散乱実験はこれまで盛んに行われてきているが、100meV以上の高エネルギーの中性子の偏極については対応しきれず、これを可能にする$$^{3}$$Heスピンフィルターの適応が待ち望まれていた。一方、強力なパルス中性子線源を有するJ-PARCでは、高エネルギー領域を含む広いエネルギー領域の中性子を一度に偏極させることが望まれる。このとき、$$^{3}$$Heスピンフィルターを用いればこれが可能となる。また、セルを大型化すれば、大きい立体角での検極が可能となるという利点がある。以上のような観点から、われわれは、開発中の$$^{3}$$Heスピンフィルター(講演番号27pYK-8, 9)を実際の偏極中性子散乱実験に適応させるテスト実験を計画中である。本講演では、その計画と準備の詳細について報告する。

口頭

$$^{3}$$Heスピンフィルター法を用いた偏極中性子散乱装置の開発

坂口 佳史; 大山 研司*; 平賀 晴弘*; 堤 健之*; 猪野 隆*; 有本 靖*; 武田 全康; 鈴木 淳市; 山田 和芳*; 加倉井 和久

no journal, , 

新しい中性子散乱施設がJ-PARCのMLFに誕生したことをうけ、J-PARCに適した偏極中性子実験手法の実用化が急務となっている。エネルギー幅の広い白色中性子を用いるMLFでは$$^{3}$$Heスピンフィルター法を用いるのが最も現実的であるが、日本の技術水準は大きく出遅れている。MLFでの偏極実験の実現をめざすにあたっては、まず、原子炉中性子施設での$$^{3}$$Heスピンフィルター法を用いた物性測定法を確立させる必要がある。そこでわれわれは、原研三号炉の金研中性子散乱装置HERMESにおいて$$^{3}$$Heスピンフィルターを用いた偏極実験を行ったので、その結果を報告する。今回、われわれは、1.82${AA}$の単色中性子を用いて、Cu$$_{2}$$MnAl単結晶(111)反射でのflipping ratio測定に成功した。講演では、実験装置,結果の詳細を述べる。

口頭

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターのガラスセルの開発

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 武田 全康; 脇本 秀一; et al.

no journal, , 

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターは、100meV以上の高エネルギーにまで渡る白色中性子を偏極させることができること,大立体角をカバーできることから、偏極素子として偏極中性子散乱実験で用いられることが期待されている。ILLやNIST等では既に実用化されている段階にあるが、より高い$$^{3}$$He偏極率とより長い緩和時間を得、散乱実験の現場での要求に答えるためには、未だ多くの開発的要素を抱えている。ガラスセルの開発もその一つである。本講演では、(1)セルの大型化,(2)レーザー光の効率的なセル内への導入,(3)フィルターの性能とガラス物性の関係、といった観点からガラスセル開発について最近われわれが行ってきた取り組みを詳しく報告する。

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