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Al
and Nd
Pd
Ge
目時 直人; 柴田 薫; 松浦 直人*; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 山内 宏樹; 萩原 雅人; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*
Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054710_1 - 054710_6, 2022/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)NdPdAlにおけるNdの超微細相互作用分裂を高分解能の中性子非弾性散乱によって研究した。Nd核の核スピン(
=7/2)と、
の軌道が主成分の
基底状態を示す4
電子との間の超微細相互作用によって、磁気秩序相において生じた超微細相互作用分裂に起因する中性子非弾性散乱ピークを、
= 
3
eVのエネルギーに観察した。低温では、Nd核スピンの低エネルギー状態の占拠確率が増加することによりNd核スピンが偏極し、反強磁性散乱ピーク強度に寄与するが、その際、中性子の非スピン反転過程の寄与が最も大きい。この現象の応用として反強磁性散乱ピーク強度の温度変化から、NdPdGeのNd磁気モーメント及び超微細相互作用分裂の大きさを見積もることに成功した。
黒田 健太*; 新井 陽介*; Rezaei, N.*; 國定 聡*; 櫻木 俊輔*; Alaei, M.*; 木下 雄斗*; Bareille, C.*; 野口 亮*; 中山 充大*; et al.
Nature Communications (Internet), 11, p.2888_1 - 2888_9, 2020/06
被引用回数：20 パーセンタイル：75.49(Multidisciplinary Sciences)Solids with competing interactions often undergo complex phase transitions. Among them, CeSb is the most famous material where a number of the distinct magnetic phases called devil's staircase appear. We observed the electronic structure evolution across the devil's staircase transitions using bulk-sensitive angle-resolved photoemission spectroscopy.
-electron state of the heavy fermion superconductor NpPdAl and the isostructural family目時 直人; Aczel, A. A.*; 青木 大*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Griveau, J.-C.*; 萩原 雅人*; Hong, T.*; 芳賀 芳範; 池内 和彦*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011123_1 - 011123_6, 2020/03
希土類(4)やアクチノイド(5)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPdAlと関連物質の電子状態について述べる。
-electron states in PrPdAl目時 直人; 山内 宏樹; 鈴木 博之*; 北澤 英明*; 萩原 雅人*; 益田 隆嗣*; Aczel, A. A.*; Chi, S.*; Hong, T.*; 松田 雅昌*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 87(9), p.094704_1 - 094704_8, 2018/09
被引用回数：6 パーセンタイル：46.54(Physics, Multidisciplinary)中性子非弾性散乱実験によりPrPdAlの電子状態を明らかにした。この物質のユニークな結晶構造に起因する2次元的な結晶場ポテンシャルにより、大きな
を伴う平べったい軌道が安定化し、イジング型の磁気異方性が生じることがわかった。この2次元的な結晶場ポテンシャルは同じ結晶構造を持つ希土類化合物RPdAlに共通に存在し、重い電子系超伝導体NpPdAlにおけるXY型磁気異方性への変化を系統的に説明することができる。それは、電子の局所的な性質がこの物質系の物性発現機構において非常に重要であり、NpPdAlにおける重い電子系超伝導にも関与している。
Al目時 直人; 山内 宏樹; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*
Journal of the Physical Society of Japan, 86(3), p.034710_1 - 034710_5, 2017/03
被引用回数：9 パーセンタイル：56.98(Physics, Multidisciplinary)中性子回折実験によりNdPdAlの磁気構造を研究した。
=(1/2 0 0)の変調ベクトルで説明できる顕著な反強磁性ピークを磁気転移温度
=1.2K以下で観察した。c軸に平行なNdの磁気モーメントは0.3Kで2.9(1)
の大きさであり、a面内で強磁性的に整列した層がa軸方向に++--と4枚周期で配列する。各Nd層の面間隔はa/2である。この構造は=(0.23 0.23 0)であるCePdAlによく似ていて、面内成分
のみの変調構造は、これらの物質の2次元的なフェルミ面によって生じていると理解できる。その2次元性は、これらの物質の縦長のとてもユニークな形のユニットセルと、2枚PdとAl層によって隔てられたNdの原子間距離がc軸方向に7
以上ととても大きいことに起因している。
児子 精祐*; 久保田 正人; 原田 善之*; 平山 泰生*; 加藤 誠一*; 北澤 英明*; 木戸 義勇*
Journal of Applied Physics, 112(3), p.033711_1 - 033711_6, 2012/08
被引用回数：61 パーセンタイル：89.42(Physics, Applied)As a next-generation memory, we have developed a rare-metal-free memory using Al oxide with a high-density of oxygen vacancies (V
). We showed a resistive switching mechanism of an AlOx-ReRAM based on the electronic states revealed by TSC. This system is expected to have high endurance, equivalent to that of dynamic random access memory (DRAM), because it is driven by increasing/decreasing numbers of electrons, similar to DRAM. The electronic structure has been simulated using first-principles calculations. We report the electronic structure of the band gap, analyzed using thermally stimulated current measurements, to evaluate the simulated results. We observed electronic states corresponding to resistance changes for the first time.
大沼 正人*; 鈴木 淳市; 大塚 智史; Kim, S.-W.; 皆藤 威二; 井上 賢紀; 北澤 英明*
Acta Materialia, 57(18), p.5571 - 5581, 2009/10
被引用回数：117 パーセンタイル：97.23(Materials Science, Multidisciplinary)The size and number density of nano-oxide particles in 9Cr-ODS steels with different concentrations of excess O, Ti and W are quantitatively determined using Small-angle neutron (SANS) and X-ray scattering (SAXS). Using the difference of the SANS and SAXS intensity in absolute units, the technique called the "alloy contrast variation (ACV) method" has been used to determine the compositions of the nano-oxide precipitates. The results indicate that the finest size and highest number density of nano-oxide particles is obtained by suppressing the amount of excess O and increasing the amount of Ti. The ACV method indicates that the finest nano-oxide has a chemical composition close to Y
TiO
.
松波 紀明*; 左高 正雄; 岡安 悟; 石川 法人; 田沢 真人*; 垣内田 洋*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 266(12-13), p.2986 - 2989, 2008/06
被引用回数：8 パーセンタイル：50.37(Instruments & Instrumentation)100MeV Xeイオン照射したCuO薄膜において、X線回折強度が減少する挙動を解析した。光学特性測定においては、照射によるバンドギャップの変化が検知されなかった。CuOにおいてはアモルファス化を起こさずに乱れが導入されることがわかった。
松波 紀明*; 左高 正雄; 岡安 悟; 田沢 真人*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 256(1), p.333 - 336, 2007/03
被引用回数：15 パーセンタイル：70.27(Instruments & Instrumentation)重イオン照射による電子励起機構(電子系から格子系へのエネルギー移行過程)を研究するため、東海タンデム加速器からの高エネルギーイオンを窒化物Si
N
とAlNについて照射し、電子励起効果によるスパッタリング収量を測定した。その結果を以前に測定した酸化物の高エネルギー重イオンによるスパッタリング収量と比較し、収量に関して物質のバンドギャップに依存することを確かめた。その結果について、多重エキシトンが関与する機構と物質の結合性(共有結合性,イオン結合性)について議論を行う。
須貝 宏行; 松波 紀明*; 福岡 修*; 左高 正雄; 加藤 輝雄; 岡安 悟; 志村 哲生*; 田沢 真人*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 250(1-2), p.291 - 294, 2006/09
被引用回数：15 パーセンタイル：70.56(Instruments & Instrumentation)AlドープZnO(AZO)半導体薄膜は、電気伝導性及び可視光透過性に優れ、低コストで環境負荷の軽い透明電極材料として応用研究が行われている。熱的過程では限界があるAZO薄膜の電気特性向上を試みて、高エネルギー重イオン照射を行った。RFマグネトロンスッパター法により作製したAZO薄膜は、Al/Zn組成比4%,膜厚0.3mであった。フルーエンス4
10
/cm
まで100MeV Xeイオンを照射すると、電気伝導度は1.510から810S/cmまで単調に増加した。このような電気伝導度の増加は、100keV Neイオン照射の場合にも観測しているが、100keV Neイオン照射の場合には、フルーエンス310
/cm(深さ0.1mのレンジ付近で、7dpa)で電気伝導度が最大となった。100MeV Xeイオン照射の場合、フルーエンス410/cmにおけるdpaは0.008となるので、100MeV Xeイオン照射における電気伝導度の増加は、電子励起効果によると考えられる。
福岡 修*; 松波 紀明*; 田沢 真人*; 志村 哲生*; 左高 正雄; 須貝 宏行; 岡安 悟
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 250(1-2), p.295 - 299, 2006/09
被引用回数：24 パーセンタイル：83(Instruments & Instrumentation)AlドープZnO(AZO)半導体薄膜は、電気伝導性及び可視光透過性に優れ、低コストで環境負荷の軽い透明電極材料として応用研究が行われている。熱的過程では限界があるAZO薄膜の電気特性向上を試みて、高エネルギー重イオン照射を行い、光学特性の変化を調べた。RFマグネトロンスッパター法により作製したAZO薄膜は、Al/Zn組成比4%,膜厚0.3mであった。フルーエンス410/cmまでの100MeV Xeイオン照射により、電子励起効果によると考えられる電気伝導度の増加(1.510から810S/cm)を観測したが、照射前後の吸光度測定及びX線回折測定によると、可視光透過率及び結晶性に大きな変化はなかった。
Shinde, N.*; 松波 紀明*; 田沢 真人*; 左高 正雄; 知見 康弘
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 31(3), p.709 - 712, 2006/09
窒化シリコンは高温構造材料や太陽電池のコーティング材として注目されている物質である。窒化シリコン薄膜をシリコン単結晶(100)基板上にRFスパッタ法で作成した。作成した薄膜の構造はX線回折法により非晶質であること、また、ラザフォード後方散乱法により膜厚と組成の解析した結果、膜厚は0.28m、組成は化学量論的(n/Si=4/35
)であることを確認した。窒素イオン照射試料を波長0.5での反射率の変化を測定した結果、エネルギー0.1MeVイオンを0.910
/cm照射した場合2.5、0.5MeVイオンを0.510/cm照射した場合は5.5照射前より増加した。0.1MeVと0.5MeVの窒素イオンの飛程はそれぞれ0.18,0.66mであるからこの結果は基盤と薄膜両者の照射誘起改質の結果といえる。同様の実験をSiOガラス基盤上の薄膜試料で行った実験では反射率は減少することがわかっている。今回の結果の原因について、イオン照射による薄膜の密度変化,窒素イオンの薄膜へのインプラント,イオン照射による基板の改質効果に関して議論する。
松波 紀明*; 伊藤 正治*; 高井 吉明*; 田沢 真人*; 左高 正雄
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.282 - 286, 2003/05
被引用回数：23 パーセンタイル：80.7(Instruments & Instrumentation)MgO上に成長させたZnO薄膜のイオン照射による結晶性,光学的・電子的特性を調べた。イオンは100keVのNeイオンを用い、照射は10dpaまで行った。照射による結晶粒の成長がSEMにより確認された。X線回折の結果から結晶方向の再配置が見られた。可視光領域での透明度はこの照射量では変化はなかった。電気抵抗は低照射量領域では照射量とともに100倍以上増大し、その後減少し、照射前に対し約2倍のほぼ一定値を保った。単結晶フィルムとキャリアをドープしたフィルムについても議論する予定である。
外村 彰*; 葛西 裕人*; 上村 理*; 松田 強*; 原田 研*; 中山 有里*; 下山 淳*; 岸尾 光二*; 花栗 哲郎*; 北沢 宏一*; et al.
Nature, 412(6847), p.620 - 622, 2001/08
被引用回数：104 パーセンタイル：94.34(Multidisciplinary Sciences)高温超伝導体中の磁束量子はわずかな力で動き出してしまうため超伝導が壊れてしまう。重イオンを照射して円柱状欠陥を導入すると、そこに磁束量子が捕まり高温高磁場まで超伝導を保持するようになる。このような状態の磁束量子を1MVのフィールドエミッション型ローレンツ顕微鏡を用いて直接観測をし、高温超伝導体中での磁束量子のふるまいを調べた。円柱状欠陥を試料C軸から傾けた配置で導入したところ、2種類の磁束量子が観察された。一つは試料に垂直に(C軸に平行)存在し、もう一つは導入した円柱状欠陥に沿って存在している。後者は非常に安定して存在しているが、驚くべきことに温度を下げて10K前後になると、この欠陥に沿っていた磁束量子も試料に垂直に存在するように変化することがわかった。
膜の結晶粒配向Shinde, N.*; 松波 紀明*; 志村 哲生*; 左高 正雄; 岡安 悟; 田沢 真人*
no journal, ,
東海研タンデム加速器からの高エネルギー重イオンを用いて多結晶SiOに高エネルギーイオンビーム照射を行った。SiOに関しては単結晶とアモルファス試料についての研究はあるが、多結晶に対する研究はほとんどない。単結晶で見いだされている照射によるアモルファス化と低エネルギーイオン照射によって見いだされている多結晶試料の結晶成長と配向性の変化との比較を行った。試料は単結晶基板を大気中で1300
Cに加熱して作成したtridymite構造の薄膜であり、薄膜厚は1.3、組成比(O/Si)は1.99である。この試料に対し100MeVのXeイオンと90MeVのNiイオンを照射量310/cmまで照射した。X線回折の結果、Xeイオンを1.710
/cm照射した試料のX線ロッキングカーブは未照射試料と比較すると半値幅が約15%減少し、回折強度は半分に減少した。AFM観察によると結晶粒径は照射前後で変化はなかった。高エネルギーイオン照射による結晶粒配向整列とアモルファス化が考えられる。ただし、単結晶全体がアモルファス化する照射量と比べてこの場合は数桁小さい。イオンが作るトラック内のアモルファス化と結晶全体のアモルファス化などの検討を行う予定である。
N薄膜のイオン照射効果と相分離松波 紀明*; 垣内田 洋*; 田沢 真人*; 左高 正雄; 岡安 悟; 須貝 宏行
no journal, ,
原子力科学研究所タンデム加速器から得られるイオンによる酸化物・窒化物の電子・原子構造改質について研究しているが、本講演ではCuN窒化物薄膜のイオン照射による物性改質について述べる。また、これまでに得られた酸化物の結果との比較を行う。Cu試料はAlO基板(R面)上にNRF-マグネトロンスパッタにより作成した。膜厚は200nm程度である。100keV Neイオン照射の結果、以下のことを明らかにした。第一に、未照射時の比抵抗(約20
cm)が照射量10
cmにて3桁小さくなる。未照射試料の比抵抗は温度(80-290K)とともに減少し、半導体的特性を示す。照射後の比抵抗の温度依存性は温度とともにわずかに減少した。第二に、光学吸収スペクトルから未照射試料のバンドギャップとして2eVを得た。イオン照射後、吸収端スペクトルはなだらかになった。第三に、照射量10cmにて(100)面X線回折強度は2桁減少した。第四に、照射量をさらに10cmに増やすと比抵抗はさらに2桁減少し、この場合の比抵抗は温度とともにわずかに増加するすなわち金属的特性を示した。さらに、X線回折パターンにCu金属の回折ピークが現れた。高照射量でのこれらの結果は、CuNが相分離をおこしていることを示唆する。低照射量領域での相分離の可能性,高エネルギーイオン照射との比較を行う。
加倉井 和久; 脇本 秀一; 松田 雅昌*; 石渡 晋太郎*; 奥山 大輔*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*; 西 正和*; 中島 多朗*; 満田 節生*; et al.
no journal, ,
In studying modern functional materials, one is often confronted with complex spin configurations, for example, non-collinear, incommensurate magnetic structure such as helimagnetic structure as a result of frustrated magnetic interactions. Since the giant functional responses in these materials are direct consequences of these complicated magnetic structures, the detailed knowledge of the structure is mandatory to understand the essence of the magnetic functional materials. In this presentation some recent results on complex magnetic materials such as frustrated and multiferroic systems are reported, where the polarized neutron investigations provided important insight into the complex behavior of these functional materials.
尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 山口 充孝; 田野井 慶太朗*; 中西 友子*; 茅野 充男*; 中村 進一*; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; et al.
no journal, ,
農作物などの放射性セシウム(Cs-134及びCs-137)による汚染、あるいはそのリスクに対して、生産者,消費者の双方から極めて強い関心が寄せられている。そのため、食品や土壌,肥料など、膨大な数の試料に対する放射性セシウムの定量分析が求められている。このことから、一般的なNaI(Tl)スペクトロメーターを用いて試料中のCs-134及びCs-137を定量解析する、簡便で追加コストのかからない手法の開発を行った。また、土壌から植物への放射性セシウムの移行性は、土壌の組成、植物の種類、施肥などの諸条件によって桁違いに変わるばかりか、鉱物への固定や有機質の分解などによって時間とともに変化することが示されている。したがって、ある特定の条件下の土壌と植物における放射性セシウムの動態を詳細に解明できる計測系が必要である。そこで、放射性セシウムの土壌-植物系における動態を画像として定量解析するRIイメージング技術の開発研究を進めてきた。本発表では開発に成功した放射性セシウムの簡易分析法と、現在開発を進めている2つの画像化技術を用いた予備的実験結果について報告を行う予定である。
Alの磁気構造目時 直人; 山内 宏樹; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*
no journal, ,
中性子回折実験によりNdPdAlの磁気構造を研究した。=(1/2 0 0)の変調ベクトルで説明できる顕著な反強磁性ピークを磁気転移温度=1.2K以下で観察した。c軸に平行なNdの磁気モーメントは0.3Kで2.9(1)の大きさであり、a面内で強磁性的に整列した層がa軸方向に++--と4枚周期で配列する。各Nd層の面間隔はa/2である。この構造は=(0.23 0.23 0)であるCePdAlによく似ていて、面内成分のみの変調構造は、これらの物質の2次元的なフェルミ面によって生じていると理解できる。その2次元性は、これらの物質の縦長のとてもユニークな形のユニットセルと、2枚PdとAl層によって隔てられたNdの原子間距離がc軸方向に7以上ととても大きいことに起因している。
Al目時 直人; 山内 宏樹; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*
no journal, ,
中性子回折実験によりNdPdAlの磁気構造を研究した。=(1/2 0 0)の変調ベクトルで説明できる顕著な反強磁性ピークを磁気転移温度=1.2K以下で観察した。c軸に平行なNdの磁気モーメントは0.3Kで2.9(1)の大きさであり、a面内で強磁性的に整列した層がa軸方向に++--と4枚周期で配列する。各Nd層の面間隔はa/2である。この構造は=(0.23 0.23 0)であるCePdAlによく似ていて、面内成分のみの変調構造は、これらの物質の2次元的なフェルミ面によって生じていると理解できる。その2次元性は、これらの物質の縦長のとてもユニークな形のユニットセルと、2枚PdとAl層によって隔てられたNdの原子間距離がc軸方向に7以上ととても大きいことに起因している。
