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永井 佑紀; 太田 幸宏
no journal, ,
銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった熱応答や電磁応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれるカテゴリー群が注目を集めている。そこで、本発表では、トポロジカル超伝導体の超伝導転移温度が不純物に対してどの程度耐性を持つのかを理論的に調べた。なお、上記課題の解決にあたり、トポロジカル超伝導体を特徴付けるトポロジカル量を数値的に精度よく計算する方法を開発した。本発表では、半導体基板上で実現されうるトポロジカル超伝導体を調べた結果を報告する。これらの結果は、超伝導体の基礎特性を明らかにするのみならず、良い特性を持つデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。
湊 太志; 岩本 修
no journal, ,
遅発中性子は原子炉の安定運転に重要な要素の一つである。それに加えて、r-processによる星の中の元素合成や、核構造の研究とも密接につながっている。そのような背景の元で、ORNLやJYFL、GSIなどの実験施設で遅発中性子の新たな測定が行われ始めている。しかし、短寿命の核種を扱うために、全ての遅発中性子のデータを実験的に測定することは、依然として難しい。それゆえ、遅発中性子データを完備するためには、理論モデルと相補的に研究を行うことが要求されている。このため、遅発中性子と中性子スペクトルを理論的に導出することを目的として、陽子中性子乱雑位相近似法(pnQRPA)と統計モデルのハイブリッドモデルを構築した。このモデルは、従来の理論計算には含まれていなかった相互作用の自己無撞着性や変形効果を含んでいるのが特徴である。本研究によって導出された遅発中性子放出率の結果は、典型的な先行核において、従来型モデルの一つであるFRDM+QRPAよりも精度よく実験データを再現することが分かった。本発表ではさらに、遅発中性子の理論計算では、変形効果が重要な役割を演じていることを議論する。
家田 淳一; Barnes, S. E.*; 前川 禎通
no journal, ,
スピン・軌道相互作用は、異方的交換相互作用と反対称交換相互作用の2つの競合する相互作用を導く。同様に、表面Rashbaスピン・軌道相互作用により強磁性金属において、2つの相互作用が生じる。前者は面内磁気異方性を、また後者は垂直磁気異方性を与え、どちらが支配的かは強磁性体の電子状態による。特に超薄膜では、表面Rashbaスピン・軌道相互作用が外部電場で制御が可能なことから、磁気異方性の電場依存性は興味深い。この新しい垂直磁化の発生機構を提示する。
Al
におけるU
(5
)局在状態目時 直人; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣
no journal, ,
近年NpPdAlが重い電子超伝導体であることが報告されたが、UPdAlの粉末試料について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、ウラン化合物としては非常に珍しく、5電子が局在的な性格を持つことが明らかとなった。Uイオンを仮定して結晶場解析を行ったところ、非クラマース(5)一重項基底状態をとることが明らかになった。一方、同じ結晶構造を持つPuやAm化合物はで3価が実現していて、Np化合物の磁化測定及びバンド計算では3価と4価の中間、メスバウアーでも同位体シフトの3価からの大きなずれが報告されている。したがってアクチノイド元素の価数がNp化合物近傍で不安定であり、この価数の臨界的な揺らぎがNpPdAlの重い電子超伝導状態と関連している可能性があることがわかった。
中野 元善; 乙部 智仁; 板倉 隆二
no journal, ,
高強度紫外フェムト秒レーザー(398nm, 50fs)を用いてKrの光電子イメージング分光を行った。レーザー強度を7-33
W/cm
の範囲内において変化させ、5光子イオン化過程における1価の電子基底状態のスピン軌道分裂2準位(
状態と
状態)の分岐比及び光電子角度分布に着目し、それらのレーザー強度依存性を明らかにした。20W/cm以下の強度領域では分岐比が一定であるが、それ以上の強度領域では状態の分岐比がレーザー強度の増加とともに増加した。また、2つの準位の光電子角度分布はそれぞれ異なる強度依存性を示した。相対論を考慮した時間依存密度汎関数法を用いた計算を行い、実験結果と比較して議論する。
SR法で探るペロブスカイト酸化物中の不純物水素状態伊藤 孝; 髭本 亘; 幸田 章宏*; 西山 樟生*; 下村 浩一郎*
no journal, ,
ペロブスカイト型構造を持つ酸化物の物性は、一般に微量の欠陥や不純物により大きく変化することが知られている。本研究では最もありふれた不純物である水素に着目し、ペロブスカイト酸化物BaTiO
, SrTiO, LaAlOにおける格子間水素の電子状態をSR法を用いて微視的な観点から調べた。実験の結果から、格子間水素はBaTiOおよびSrTiOにおいて浅いドナー準位を形成し、一方でLaAlOにおいては深い不純物準位を形成すると考えられる。
小村 幸浩; 岡部 豊*
no journal, ,
GPUを用いた数値計算は、現在計算科学の分野で注目されている技術である。本講演では古典スピン系のポッツモデルに対し、複数のGPUを用いた大規模3次元Swendsen-Wangマルチクラスターアルゴリズムを提案する。2次元のアルゴリズムは既に提唱をしているが、それを3次元に拡張しただけでは効果的な計算ができないため、幾つかの工夫を施すことで効果的なアルゴリズムを実現する。
三井 隆也; 今井 康彦*; 瀬戸 誠*; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*; 壬生 攻*
no journal, ,
円偏光や直線偏光を用いたメスバウアー分光は、共鳴元素のスピン配向の決定や
線円二色性及び核共鳴に寄与する準位の選択的な励起を利用した高精度な超微細構造解析に極めて有用であることがこれまでの基礎研究から明らかだが、通常のRI線源から照射される線には偏光性が全くないため、偏光メスバウアー分光が実材料研究に有効利用されているとは言えない状況にある。一方、高輝度放射光X線と核分光器を利用した放射光メスバウアー分光法においては、X線移送子を併用することで極めて簡単にプローブ線の偏光状態を制御した測定を実施できる。本報告では、我々が開発に成功した直線・円偏光に加えて無偏光の
Feメスバウアー線を生成して利用できる移送子と核モノクロメーターから成る核共鳴回折光学系の原理と実証実験を紹介すると共に、精密スピン構造解析における有効性を明らかにする。また、応用研究として、RI線源による測定では実施困難なダイアモンドアンビルセルを用いたGPa級超高圧水素下における希土類鉄フェリ磁性体のスピン再配列現象を初めて観測した実験の結果についても報告する。
大崎 一哉*; 岡本 宏巳*; 想田 光*; 野田 章*; 中尾 政夫*; 百合 庸介
no journal, ,
京都大学の蓄積リングS-LSRで行われているレーザー冷却と共鳴結合に基づく3次元ビーム冷却実験では、運動エネルギー40keVのMgイオンビームを用いて既に10K程度の低温ビームの生成が観測されている。この実験をさらに進めて超高品質ビームであるクリスタルビームを実現するため、S-LSRの実験環境を想定したレーザー冷却に関する系統的な分子動力学シミュレーション研究を行い、レーザーのスポットサイズや周波数を最適化した。さらに、最適化された条件下でのレーザー冷却後に高周波電圧を徐々に下げ粒子密度を低減してクーロン散乱による加熱効果を抑制するというシミュレーション結果に基づき、ビームの極低温化に伴う10mm以上の長い1次元クリスタルビームを生成する可能性について考察した。
安立 裕人; 前川 禎通
no journal, ,
近年、熱によってスピントロニクス素子を操作しようという研究が盛んに行われ、スピンカロリトロニクスという一分野を形成しつつある。ごく最近になって、磁性体表面を一方向にしか進まない特殊なスピン波による一方向性の熱輸送現象が実証され、大きな注目を集めている。講演では、フォノンによる左右対称な熱拡散と、Daman-Eshbachスピン波に伴う一方向性の熱ドリフトとの競合でこの実験を解釈できることを議論する。
西内 満美子; 榊 泰直; 西尾 勝久; 佐甲 博之; Pikuz, T. A.; Faenov, A. Ya.*; Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; 松川 兼也*; 前田 祥太; et al.
no journal, ,
クオーク物質研究や超重元素の合成過程の解明研究のために現状の大規模加速器施設の次世代計画が世界各国で進んでいる。高電荷・高エネルギーの重イオンをいかに高電流にするかが重要課題である。実際問題としては、いかに小型の装置を作るかが建設コスト削減の上で、またランニングコストを抑える上で重要である。したがってできるだけ加速器の初段において、高電荷質量比(Q/M)を持つビームを生成できるかが問題となってくる。しかし、既存の加速器技術におけるイオン源で達成できるQ/Mは現状
0.2程度にとどまっている。一方、原子力機構関西光科学研究所においては、高コントラスト超高強度短パルスレーザーJ-KARENを用いてレーザー駆動イオン加速研究を行っている。レーザー自身の高い電場強度によってプラズマ中のイオンは高いQ/Mを実現し、かつ同時に高エネルギーにまで加速することが可能である。最適化を行えば、既存の加速器のイオン源のみならず初段の線形加速器までの置き換えが可能であることを示唆する。本講演では、薄膜と超高強度短パルス高コントラストレーザーとの相互作用によって、高エネルギーイオンの加速に成功したことについて報告する。
横田 光史
no journal, ,
前回、交換相互作用と双極子相互作用のあるイジング系における2次元磁区パターン形成について、局所項と交換相互作用にランダムネスがある場合について、ランダムネスの種類による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た。今回は、磁場中の振る舞いやパターンの相違について、さらに調べていく。
小林 卓也
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故から約3年が経過した現在、事故起因の放射性物質の拡散状況が少しずつ明らかになってきた。本稿では、海水中の事故由来の放射性核種について、放出状況と分布の概況、今後の課題について解説する。福島第一原子力発電所から海洋への放射性物質の放出状況として主なものは、(1)大気中に放出された放射性核種の海表面沈着、(2)2011年4月1日から6日にかけて、2号機ピットからの漏洩、(3)4月4日から10日にかけて比較的低濃度の汚染水の漏洩、(4)5月10日から11日にかけて3号機取水口付近からの漏えい、(5)12月4日の蒸発濃縮装置からの漏えい、がある。汚染水の海洋における分布の概況として、原子力機構が実施した福島沿岸、日本近海、太平洋規模の予測シミュレーション結果と、様々な研究機関が実施した海洋観測結果を時系列で見ると、事故発生直後に大気へ放出された放射性物質の海表面沈着による太平洋規模の広域汚染があり、その後、海洋への直接放出による沿岸域の高濃度汚染、そして黒潮続流による東方への輸送が続く。汚染水の今後の課題として福島第一原子力発電所に滞留・貯留している汚染水が漏洩する可能性に備える必要がある。
坂井 徹; 中野 博生*
no journal, ,
京コンピューターなどによる大規模数値対角化を用いて、等方的なS=1/2カゴメ格子量子ハイゼンベルグ反強磁性体の磁化過程を解析したところ、飽和磁化の3分の1のところで新しい磁場誘起量子相転移を発見し、磁化ランプと名付けた。また格子歪みを導入して、その歪みに対する磁化3分の1位における量子相転移を調べたところ、一様なカゴメ格子反強磁性体はちょうど量子臨界点の直上にあることが判明した。
ガス中の放電の特性の解析佐々木 明; 鳥居 建男; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 岸本 泰明*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*
no journal, ,
パーコレーションモデルによる、SF
ガス中の放電の解析について報告する。SFガスの電離係数、付着係数を用いて求めた、媒質中の電離領域の生成、消滅の確率を用いてシミュレーションを行なうと、電極付近の短いストリーマが生成、消滅を繰り返す放電の前駆現象から、ステップドリーダーが成長して短絡するまでの過程を再現することができ、放電開始の遅れ時間の実験的な傾向を再現することができる。放電媒質の電離メカニズムに照らし、パーコレーションモデルの適用範囲についても考察する。
Siにおける磁気揺らぎ異方性酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 松本 裕司*; 芳賀 芳範
no journal, ,
Ising的な磁気秩序モーメントをもつ反強磁性体CeRhSiに注目し、スピン揺らぎの異方性を
Si-NMR法を用いて詳細に調べた。Si核の自然存在比が4.7%と低いため、単結晶NMR測定は一般に困難であるが、Si核を約50%に濃縮したCeRhSi単結晶を用いた。磁場を結晶の
軸、及び
軸方向に印加し、ナイトシフト、核スピン-格子緩和率を測定した。常圧におけるスピン揺らぎの異方性、及び圧力依存性について報告する。
における磁気相転移と自己照射損傷効果のNMRによる研究徳永 陽; 西 剛史; 中田 正美; 酒井 宏典; 神戸 振作; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 青木 大*
no journal, ,
AmOの低温の磁気相転移の起源は発見から30年近くたった現在も未だに謎である。帯磁率では8.5K付近で明確な異常が観測されるが、中性子やメスバウアー分光測定では磁気双極子の秩序は観測されていない。このためNpOと同じ高次多極子の秩序の可能性も指摘されている。今回我々は新たに
O核を置換したAmOを準備し、それをできる限り短時間でNMR実験サイトへと運び測定を行った。これにより自己照射効果がほぼ存在しない場合の電子状態を確認することができた。さらに同試料を極低温状態に一か月保管することで、自己損傷効果が急激に進み、それによって非常に短時間で磁気秩序相のNMRスペクトルが変化していく様子を観測することができた。本研究により初期の自己損傷効果を微視的に評価をすることができた。講演ではこれらの結果を基にAmOの磁気相転移の起源について議論する予定である。
榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 石田 祥大*; 山下 智弘*; 片平 慶*; Pikuz, T. A.; Faenov, A.*; Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; et al.
no journal, ,
原子力機構が研究を進めているレーザー駆動イオン加速においては、高強度フェムト秒レーザーによって数十MeVのイオン加速というや、アルミを高電荷状態にして10MeV/核子に加速するなど、世界でトップクラスのイオン加速が可能な状況になっている。レーザー駆動粒子線加速(陽子や重イオン)を効率的行うためには、その加速メカニズムに寄与するパラメータの一つである電子温度を、イオンの加速エネルギーと関連づけて解析する必要がある。我々は、現在利用している電子温度診断の手法を高度化し、多角的に計測することで精度の高い診断を行うことを目指している。その進捗について講演する。
石井 賢司; 藤田 全基*; 佐々木 隆了*; Minola, M.*; Dellea, G.*; Mazzoli, C.*; Kummer, K.*; Ghiringhelli, G.*; Braicovich, L.*; 遠山 貴己*; et al.
no journal, ,
銅酸化物超伝導体において、母物質の反強磁性モット絶縁体からキャリアドープにより金属・超伝導体化していく過程で磁気・電荷励起がどのように変遷してくか、また、それがホールドープと電子ドープでどのように異なるかは、超伝導のみならず強相関電子系のより基本的で重要な問題である。磁気励起については、これまで主に利用されてきた中性子非弾性散乱(INS)に加えて、銅のL吸収端を利用した共鳴非弾性X線散乱(RIXS)が有力な実験手法となってきている。RIXSは高エネルギー磁気励起を広いブリルアンゾーンに渡って観測でき、INSとの相補性が高い。一方、電荷励起のエネルギー・運動量空間での全容解明は、RIXSで研究が可能になったことで緒に就いたばかりである。本講演では、RIXSを用いた電子ドープ型銅酸化物超伝導体Nd
Ce
CuO
の磁気・電荷励起の研究結果について報告する。
西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 羽島 良一
no journal, ,
原子力機構では光陰極電子銃を用いたスミスパーセル放射光実験の準備を進めている。当初使用を予定していた500kV電子銃はコンパクトエネルギー回収リニアック(cERL)に移設され、コミッショニングに利用されている。そこで、運転を休止していた原子力機構250kV-50mA光陰極電子銃の再立ち上げを行い、マイクロバンチ不安定性の研究を目的としたプリバンチスミスパーセル実験、テラヘルツ光源を目的としたスミスパーセルFEL実験の準備を行っている。図に実験セットアップを示す。現状を報告する。