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O
系のFe2p端発光スペクトル安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 永田 知子*; 川合 真大*; 池田 直*
no journal, ,
LuFeOは電荷秩序相でFe
, Fe
が三角格子上で秩序配列する。これまでにFe2p端発光測定からスペクトルがFe, Feの単純な重ね合わせでは説明できなこいことを報告した。LuをYbに、Feの一部をCo, Mgに置換した試料のFe2p端発光測定を行ったので、スペクトルを比較検討する。
坂井 徹; 岡本 清美*
no journal, ,
S=1/2三本鎖スピンチューブは、鎖間相互作用が十分強い場合はスピギャップが開いていることが知られている。この系の相互作用に、XXZ異方性を加えた場合に起きる量子相転移について、数値対角化と有限サイズスケーリング等の解析により研究した結果を報告する。
深谷 有喜; 前川 雅樹; 望月 出海*; 和田 健*; 兵頭 俊夫*; 河裾 厚男
no journal, ,
正の電荷を持つ陽電子ビームを結晶表面に低視射角で入射させると、結晶ポテンシャルが障壁として働くため、全反射が起きる。そのため、反射高速陽電子回折(RHEPD)法では、バルクからの影響をほとんど受けない回折像が得られ、高精度な表面構造解析を実現できる。最近我々は、高エネルギー加速器研究機構において電子線形加速器ベースの新たなRHEPD装置を開発し、全反射条件下における鮮明な回折パターンの観測に成功した。本研究では、この新たな全反射陽電子回折(TRPD)法を、実際の表面構造解析に適用し、パターソン関数を用いて最表面原子の原子配置の導出を試みた。全反射条件で測定したSi(111)-
表面からのRHEPDパターンをパターソンマップに変換したところ、原点の周りに6つの等価な輝点が観測された。これらの輝点は、アドアトムの原子間ベクトルによく対応する。一回散乱近似を用いて、仮想的にアドアトムのみを考慮に入れてパターソンマップを計算した。計算結果は、実験で観測された原点周りの輝点の分布をよく再現している。したがって、TPRDパターンのパターソン関数解析により、最表面原子の原子配列のみを実験結果から直接的に抽出できる可能性がある。
大西 弘明
no journal, ,
バナジウム酸化物CaV
O
は、S=1ジグザグスピン鎖に特有のギャップレスカイラル相が実現する候補物質として研究されたが、最近では軌道自由度の重要性が指摘されている。すなわち、各サイトで三重縮退した
軌道に二個電子が詰まってスピンS=1を形成するため、軌道自由度が低温物性に寄与する。整数スピン反強磁性鎖はハルデン系と総称されるが、本研究では、通常はスピン系として扱われるハルデン系を軌道自由度のある強相関電子系として取り扱い、その多体電子状態を議論する。そのために、
軌道ハバード模型の基底状態を厳密対角化や密度行列繰り込み群などの数値的手法によって解析する。各軌道の電子密度の結晶場依存性を調べた結果、結晶場に応じて軌道状態変化を伴う基底状態転移が起こることがわかった。講演では、クーロン相互作用や結晶場を変化させた場合の詳細な基底状態相図を示し、ハルデン系における軌道自由度の効果について考察する。
森林 健悟
no journal, ,
重粒子線照射で生じたイオンの電場で二次電子が粒子線の軌道付近に捕獲され、プラズマが生成することを以前報告した。このシミュレーションでは3MeV/uの炭素イオン照射の場合、10eV程度の温度で10
/cm
の電子密度のプラズマが粒子線の軌道上に生成した。プラズマ中では衝突電離など様々な原子過程が起きるが、イオン
電子間の再結合がその1つである。ここで取り扱うプラズマの場合、三体再結合(e
+e+A
e+A)が最も頻繁に起きる。この場合、再結合を起こす電子のエネルギーはもう1つの電子に移行し、相対的に高いエネルギーを維持することがわかった。この再結合は入射重粒子の軌道上で最もよく起きるが、高いエネルギーを維持した電子は軌道より少し離れた場所を動き回る。エネルギーが高くなると電離や励起を起こす能力が増えるので、この高エネルギー電子により軌道より少し離れた場所の局所線量を増加させる可能性がある。
目時 直人; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣
no journal, ,
近年NpPd
Alが重い電子超伝導体であることが報告されたが、この物質には同じ結晶構造を持つ希土類やアクチノイド化合物が数多く存在し、局在磁性や非磁性状態、磁気秩序が報告されているが超伝導の報告例はない。希土類化合物の格子定数は正方格子の格子定数
及び
いずれにも顕著なランタノイド収縮を示すが、アクチノイド化合物の場合は格子定数が
電子数の増加に伴って方向には収縮、方向にはNp化合物を境として増加と、反対の振る舞いを示し、単純ではない。また格子体積もやはりNpを境に異常を示し、この化合物が5
電子の遍歴-局在性や価数といった、何らかの臨界状態にあることを示唆しているように見える。隣に位置するウラン化合物の中性子非弾性散乱実験を行ったところ、顕著な結晶場励起ピークが観察され、5電子が局在的な性格を持ち、U
(5
)状態であると考えられる。
安立 裕人; 前川 禎通
no journal, ,
スピン角運動量の流れであるスピン流はスピントロニクスの中核をなす物理量であり、その生成・操作・検出方法の確立が現在活発に研究されている。これまでに最も確立されたスピン流の生成方法の一つに、強磁性体から金属電極にスピン流を注入する強磁性共鳴スピンポンピングが挙げられる。ここでスピンポンピングの微視的メカニズムをよく考えてみれば、磁化の非平衡状態(もしくはマグノンの非平衡分布)を作り出すいかなる揺動でもスピンポンピングを駆動することが可能であることが示唆される。そのような揺動の一例として、マグノン・フォノン相互作用によってマグノンの非平衡状態を作り出す、音波(フォノン)が挙げられる。実際、音波によって磁化ダイナミクスを駆動するアイデアは古くから存在している。本講演ではこの音響スピンポンピングの線型応答理論について報告し、強磁性共鳴スピンポンピングとの類似点と相違点について議論する。
三木 一弘
no journal, ,
磁場閉じ込めプラズマに外部加熱を行うと、プラズマ端での閉じ込めが改善するLH遷移が起こり、輸送障壁(ペデスタル)が形成される。LH遷移には長い研究の歴史があり、近年では、遷移の過程に現れる準周期的な乱流揺動の振動状態(リミットサイクル振動)についての詳細な実験研究が進展している。本研究では開発された1次元プレデタープレイモデルに基づく1次元輸送モデルをもとにして、LH遷移のトリガーとして帯状流が果たす役割などを報告する。また、粒子入射によってLH遷移が誘起される可能性も指摘し、異なるLH遷移トリガーの存在を明らかにする。本講演では、このLH遷移のモデル研究について、最新の実験研究やこれまでの関連する理論・シミュレーション研究との比較も含めて紹介を行う。
の磁気秩序の発達郡 俊輔*; 五十嵐 太一*; 岡崎 竜二*; 谷口 博基*; 谷崎 一郎*; 安井 幸夫*; 井川 直樹; 星川 晃範*; 石垣 徹*
no journal, ,
マルチフェロイクス物質NdCrTiOは、反強磁性転移温度21Kにおいて、磁場中で強誘電性相転移が見られる物質である。21KではCrのみがオーダーしているとされてきたが、われわれの元素置換効果の結果から、Ndも磁気秩序の形成に寄与していることが示唆された。本研究では、転移温度以下での両磁性イオンの秩序状態を直接調べるために低温粉末中性子回折実験を行った。講演ではその結果を用いて、温度低下による本物質の磁気秩序の発達について議論する。
坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; Ailavajhala, M.*; Rizwanlatif, M.*; Mitkova, M.*
no journal, ,
アモルファスGeカルコゲナイド/銀薄膜に光を照射すると、銀がアモルファスGeカルコゲナイド層に拡散する。我々は、この銀の光拡散の膜厚方向へのダイナミクスを明らかにするため、光照射下の時分割中性子反射率測定を行っている。カルコゲナイド層Ge40S60の厚みを変えた場合、光照射を行う方向をAg側からGe40S60側に変えた場合、さらにはGe濃度を変えた場合の拡散状態の変化について報告する。
伊藤 孝; 豊田 晃久*; 髭本 亘; 田島 美典*; 松田 恭幸*; 下村 浩一郎*
no journal, ,
パルスミュオンビームを用いる実験では、大量のミュオンがその寿命よりも短い時間内に標的にやってくるため、ミュオン1個毎の
崩壊を識別することは不可能である。このため、標的外に止まったミュオンの崩壊イベントを識別してリジェクトするという、連続状ビームに対してよく用いられる方法は使えない。よって、パルスミュオンビームによる実験では、ビームを標的に対し効率よく照射することが求められる。これを実現するためには、標的周辺の詳細なビームプロファイルをオンラインで測定し、ビームチューニングにフィードバックする必要がある。このためのビームプロファイルモニタには、高空間分解能とリアルタイム性が要求される。我々は、J-PARCミュオン科学実験施設の
SR分光器との共存を考慮して、新たにコンパクトなミュオンビームプロファイルモニタを開発した。このプロファイルモニタは、プラスチックシンチレータ、ゲートイメージインテンシファイア(ゲートII)、および冷却CCDカメラを主要コンポーネントとし、ミュオンビームがシンチレータに入射した際に発生したシンチレーション光を撮像することによりビームプロファイルを得る。ゲートIIによって光学像を増強することにより、明瞭なビームプロファイルが約20秒という短時間で得られた。
SiのNMR神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; Lapertot, G.*; 青木 大*; Flouquet, J.*; Brison, J.-P.*
no journal, ,
NMR核である
Si同位体を52%濃縮した高品質YbRhSiのを作成した。この単結晶試料を用いて、NMRスピン格子緩和時間T1測定を行った。この化合物では、H//c軸では0.66T、H//a軸では0.06Tで量子臨界点近傍になっていると推測されている。今回は、低温40mKまでのスピン-格子緩和時間をH//c軸及びH//a軸の磁場依存を測定した。その結果、低磁場に向けてスピン-格子緩和時間の減少が見られた。低温低磁場ではT1が2成分に分裂し、短い成分の寄与が量子臨界に向けて増大する挙動が見られた。
とC
イオンの透過によるSiN薄膜上のアミノ酸の前方2次イオン放出永野 賢悟*; 中嶋 薫*; 鈴木 基史*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一
no journal, ,
高分子や生体試料を高感度に分析できるという理由から、クラスターイオンやMeV重イオンを用いた2次イオン質量分析法(SIMS)が医学や生命科学の分野で近年注目されている。高分子・生体試料の質量分析に応用するには、試料を構成する高分子がイオン化する際のフラグメンテーションを極力抑えることが非常に重要である。なぜならフラグメテーションのために、質量スペクトルの解析が非常に複雑になるからである。そこで本研究では、2次イオンのフラグメンテーションの抑制を目的として、SiN薄膜上にフェニルアラニンを蒸着し、試料の背面から6MeVのCuと5MeVのCイオンを照射することによって前方に放出される2次イオンの質量分析を行い、フラグメンテーション抑制効果及び分子イオン収率向上に関する有効性を調べた。その結果、Cuイオンと比べ、Cイオンの場合はフラグメンテーションを抑えることに有効であり、さらにフェニルアラニン分子イオンの収率が約8倍に増えることがわかった。
イオン照射によって形成された非晶質SiN薄膜中のイオントラックの膜厚依存性中嶋 薫*; 森田 陽亮*; 北山 巧*; 鈴木 基史*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 辻本 将彦*; 磯田 正二*
no journal, ,
物質にイオンを照射すると、入射イオンの経路やその周辺領域において物質の密度や構造が変化することがある。こうしたイオン照射痕跡をイオントラックと呼ぶ。これまでのイオントラックに関する研究は、その形成に大きなエネルギー付与を必要とするため数百MeVからGeVに及ぶ極めて高いエネルギーの重イオンを用いて行われてきた。また、イオントラックの直径などの形状観察を行う場合には、単結晶試料を使い、照射による結晶性の変化を透過型電子顕微鏡(TEM)などで観察する手法が主であった。これに対して、最近我々は数百keVのCイオンを非晶質のSiN薄膜、SiO薄膜に照射(阻止能は200MeVのAuイオンの場合にほぼ相当する)し、形成されたイオントラックをTEMで直接観察することに成功した。さらに高角度暗視野走査型透過電子顕微鏡(HAADF-STEM)観察により、そのイオントラックの密度が中心部で大きく低下する一方、周辺部でわずかに上昇しているコア-シェル構造であることを明らかにした。本発表では、SiN薄膜に形成されたイオントラックの長さに着目し、その膜厚に対する依存性を調べた結果、照射したCイオンのエネルギーが同じでも、膜が厚いほどイオントラックが短くなる傾向が観測されたことを報告する。この傾向は、イオンが与えたエネルギーが熱化した際、膜の厚さによってトラック末端での熱伝導が異なることに起因しているものと考えられる。
土田 秀次*; 中嶋 薫*; 横江 潤也*; 杉山 元彦*; 太田 優史*; 間嶋 拓也*; 柴田 裕実*; 冨田 成夫*; 笹 公和*; 平田 浩一*; et al.
no journal, ,
高速分子イオンを数十nmの孔径を持つナノキャピラリーを透過させて、出射する分子イオンの分子軸をキャピラリー内壁との相互作用により揃えるビーム配向制御に関する研究を行っている。分子軸配向の駆動力としては、キャピラリー内で解離した入射イオンのうち、先行するイオンの電荷でキャピラリー内壁表面に誘起された電子の動的遮蔽によって、その後方にできる電子粗密波に後続イオンが捕捉される効果(ウェイク効果)が有力と考えられる。そこで本研究ではウェイクによる解離イオンの捕捉効果を調べるため、1.0MeV HeHイオンをアルミナ製の平均孔径67nm、アスペクト比約750のキャピラリーに入射させ、出射する解離イオン(HおよびHe
)の運動エネルギーを高分解能磁場型分析器により測定した。この結果の一例として、ゼロ度方向に出射したHイオンのエネルギースペクトルでは、Heイオンの前方と後方に位置してクーロン爆発したHに相当するピークが204keVと196keV付近にそれぞれ観測された。各ピークの収量比からHeイオンの後方に捕捉されたHの成分は約75%であることが分かった。発表では、他の出射イオンの出射角依存性等についても言及する。
筒井 健二; 遠山 貴己*; 森 道康; Khaliullin, G.*
no journal, ,
銅酸化物高温超伝導物質における銅L吸収端RIXSの計算をハバード模型のクラスター計算に基づいて議論する。ホールドープ系および電子ドープ系でのスペクトルの入射X線のエネルギー依存性等を計算結果を踏まえながら議論する。
池田 隆司; Chai, G.*; Hou, Z.*; 寺倉 清之*
no journal, ,
近年、窒素等のヘテロ原子をドープしたカーボンアロイ触媒が固体高分子形燃料電池の正極での酸素分子還元反応の有望な白金代替触媒として注目されており、盛んに研究開発が行われている。触媒活性の更なる向上のためには、触媒活性点と反応機構の原子レベルでの理解が必須である。我々はこれまでに、炭素材を端のあるグラフェンシートに簡素化したモデルを用いて第一原理電子状態計算を基盤とした分子動力学計算を行い、カーボンアロイ触媒における触媒活性に寄与する窒素の配置および触媒活性点での酸素分子還元反応機構を報告してきた。今回は、グラフェンに窒素等をドープすることにより触媒活性がどの程度向上する可能性があるか、電極電位を考慮した熱平衡状態計算から定量的に検討した結果を報告する。
IrOおよびSr
IrO
における磁気励起とその温度依存性石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 松本 章代*; 加藤 晃彦*; 高山 知弘*; 高木 英典*
no journal, ,
イリジウムなど
遷移金属の酸化物は、これまで数多くの研究がなされた
遷移金属酸化物と比べ、電子相関効果が弱い、強いスピン・軌道相互作用が強いなどの特徴を持っており、新たな電子物性研究の舞台として注目されている。遷移金属酸化物の中には磁気秩序を示すものも存在し、磁性の面でもこれらの特徴が現れると予想される。その研究手法として、10keV (波長1
程度にある遷移金属の
吸収端を利用した共鳴X線散乱は極めて有効である。近年の技術向上により、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による磁気励起も観測されるようになってきている。SPring-8のBL11XUでもそのための装置整備を行うことで実験が可能となった。本講演では、反強磁性イリジウム酸化物の典型物質であるSrIrO、SrIrOについて、Irの
吸収端を利用したRIXSの実験結果について報告する。
横田 光史
no journal, ,
2次元磁区パターン形成については、短距離交換相互作用と長距離双極子相互作用を含む模型を使ったシミュレーションなどによって、実際の系で現れる磁区パターンの性質が再現されることが知られている。今までに外場の変化速度やある種のランダムネスの大きさといったパラメータを変化させて、できるパターンがどのように変わるかがシミュレーションなどによって研究されてきている。ここでは、主に交換相互作用にランダムネスが入った場合のパターン形成への影響についてシミュレーションで調べる。
における磁気散漫散乱梶本 亮一; 中島 健次; 河村 聖子; 稲村 泰弘; 奥田 哲治*; 富安 啓輔*
no journal, ,
二次元三角格子ハイゼンベルク反強磁性体(TLHA)は幾何学的フラストレーション系の典型例の一つであり、フラストレーションの効果によって非自明なスピン状態の出現が期待される。CuCrOはTLHAの一種であり、Crイオンのスピン(
)が三角格子を形成する。スピンは反強磁性転移温度
=24K以下でほぼ120
構造のプロパースクリュー構造を形成する。反強磁性秩序相ではこれまで中性子非弾性散乱実験により古典的なスピン波励起の観測が報告されている。今回、我々は、通常のスピン波励起とは異なる磁気励起がないか探るため、J-PARCの中性子非弾性散乱装置AMATERASを用いて、CuCrOの単結晶試料に対する中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、のやや低温からより100K程度上の温度にわたり、運動量空間において、特徴的な強度分布を示す散漫散乱の存在を見いだした。本講演では、この散漫散乱の起源について、
vortexやスピン分子モデルを元に議論する。