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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。
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。
La
B
のIV相の菱面体歪みの観測稲見 俊哉; 道村 真司*; 林 佑弥*; 松村 武*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*
no journal, ,
CeBをLa希釈したCe
La
Bではx=0.7近傍でIV相と呼ばれる反強八極子秩序相が低温で現れる。これに伴う強四極子秩序により格子は菱面体に歪むことが期待されており、実際、膨張計の測定から1
10
程度の歪みが検出されている。しかしながら、歪みの方向、大きさについては確定していなかった。さて、X線回折法はこうした格子歪みを検出する有力な方法の一つであるが、通常の分解能は110程度と言われており、IV相への適用には力不足である。そこで、この面間隔の測定分解能を向上させる高分解能X線回折法を適用することとした。実験はSPring-8の機構ビームラインBL22XUで行い、背面反射と高分解能モノクロメータを用いて分解能を向上させた。(444)反射と(550)反射を測定し、どちらも転移点1.4K以下での分裂を確認し、510程度の菱面体歪みがあり、[111]方向に伸びていることを明かにできた。
Zn
で実現する新奇な磁場誘起秩序金子 耕士; Raymond, S.*; Ressouche, E.*; 椎名 亮輔*; 竹内 徹也*; 広瀬 雄介*; 本多 史憲*; 大貫 惇睦; Lapertot, G.*
no journal, ,
同一結晶構造のもとで現れる多様な物性は、系統的な理解を可能にする、魅力的な研究対象である。スクッテルダイトに続き、新たに1-2-20で表される立方晶
において、超伝導や軌道秩序など多彩な物性の発現が明らかとなる中、Ybで構成される6つの化合物Yb
Zn (
: Fe, Co, Ru, Rh, Os, Ir)は、全て重い電子状態を示す。中でもYbCoZnは、電子比熱係数が8J/mol K
を超える、極めて重い電子状態を基底に持つことから、常圧で既に臨界点近傍に位置していると考えられる。実際、加圧により反強磁性秩序が現れる他、磁場では約0.6Tの弱磁場でのメタ磁性転移や、急激な有効質量の減少に加え、
方向に印加した場合にのみ、新たな秩序状態の実現が見出された。今回、大型単結晶を用いた磁場中中性子回折実験により、圧力誘起相の秩序波数とは異なる位置に、特徴的な磁気応答が現れることを見出した。本発表では、観測されたパターンと共に、考えられる磁場誘起秩序相の秩序変数について報告する。
森 道康; 小椎八重 航*; 挽野 真一*; 前川 禎通
no journal, ,
強磁性体で隔てられた超伝導体の接合を考え、その強磁性体中に磁壁が含まれている場合の電流電圧特性を理論的に導いた。振動運動している場合の電流電圧特性を理論的に導いた。その結果、磁壁の振動数の整数倍に比例定数をかけた電圧のところで、電流電圧特性が階段状に変化しうることを見出した。比例係数がプランク定数と素電荷で与えられ、電圧はジョセフソン接合を用いて極めて高い精度で規定されているので、磁壁の振動数の高精度な観測が可能になると期待される。
湊 太志
no journal, ,
崩壊を起こす原子核は不安定であるため、核構造の視点からみた物理的理解は、実験的にも理論的にも十分に進んでいない。特に、中性子過剰の魔法数核の崩壊については、従来の核構造理論で再現することが難しく、問題となっている。本研究では微視的な核構造の理論計算(平均場+乱雑位相近似法)に基づいて、不安定(準)魔法数核の崩壊(半減期, ft値,娘核の励起状態)を再現することができるか検証を行った。本研究の特色は、テンソル力を理論計算モデルに新たに取り込んだことである。その結果として、テンソル力の残留二体相互作用が、崩壊に大きな影響を与えていることが分かった。さらに、励起状態(親核から見ると崩壊先の準位)でもテンソル力が重要となることを明らかにした。この研究成果により、平均場に基づいた理論による魔法数核の崩壊の再現が可能となり、崩壊予測の信頼性が向上した。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン及びキセノン共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化・操作性向上の2点が必要不可欠である。VUV光を用いた希ガス分析に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれる不純物ラドンの安定的な除去に関する研究を行っている。ラドンは希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長くVUV光生成が容易であることから、まずはラドン共鳴イオン化を実証し、クリプトン及びキセノンに適用する計画を立てている。発表では、共鳴イオン化した希ガス不純物を電場で安定的に除去する手法について開発状況を報告する。主成分ガスの循環ラインの一部にレーザー照射及び電場印加領域を設けて、不純物イオンを垂直方向にドリフトし冷却活性炭又は冷却ガラス管に吸着する。アルゴンガス中のクリプトン又はキセノンで電場除去の原理を検証した後、キセノンガス中のラドンに適用する。
熊田 高之; 赤木 浩; 板倉 隆二; 乙部 智仁; 横山 淳
no journal, ,
フェムト秒レーザーアブレーションには、圧力波により固体試料表層部が機械的に剥離する非熱的なアブレーション過程があると言われている。しかしながら、熱的過程と明瞭に区別できる実験結果が乏しかった。我々は時間分解反射率測定装置を組み上げ、石英試料において非熱的にアブレーションが起きていることを示す、剥離体と試料母体における反射波の干渉を観測することに成功した。
鳴海 一雅; 千葉 敦也; 山田 圭介; 的場 史朗; 齋藤 勇一
no journal, ,
高速クラスターイオン衝撃による固体からの二次電子放出に関する近接効果を調べるため、数百keV/uクラスターイオンを非晶質炭素薄膜に照射した際に放出される二次電子収量の測定を行っている。今回は、クラスターイオンによって固体内に発生する励起電子の表面までの輸送過程に由来する近接効果のクラスターサイズに対する依存性を測定した。ビーム軸に対して45
傾けた非晶質炭素薄膜(厚さ1-100
g/cm
)に62.5keV/u C
(
=1-4)、あるいは100keV/u H(=1-3)を照射し、薄膜の前方に放出される二次電子収量を測定した。二次電子収量の評価は、薄膜を透過した解離イオンを二次電子の検出と同時に半導体検出器(SSD)で検出し(受け入れ角7.6)、解離イオンが全て検出された場合のみを抽出して行った。この実験結果に現れる励起電子の輸送過程に由来する近接効果についてウェイクポテンシャルモデルに基づき考察した。
イオン透過によるSiN薄膜上のアミノ酸の前方二次イオン放出永野 賢悟*; 中嶋 薫*; 鈴木 基史*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一
no journal, ,
近年、医学や生命科学の分野での利用が進んでいる二次イオン質量分析法(SIMS)による生体分子の分析において、多種類のフラグメントイオンが大量に発生すること(フラグメンテーション)が、分子の同定を困難にしている。これまでの研究から、クラスターイオンを一次イオンに用いればフラグメンテーションが避けられ、無傷の分子イオンの収量向上に有効であることがわかっている。本研究では、SIMSにおける無傷の分子イオンのさらなる収量向上を目的として、生体試料の基板に薄膜を使用して、フラグメンテーションが少ないことが期待できるクラスターイオンを背面から照射することで前方の分子イオン収量の向上に関わる有効性を調べた。窒化ケイ素薄膜に生体分子(フェニルアラニン)を蒸着した試料に、薄膜側あるいは生体分子側から5MeVのCイオンを照射し、それぞれ前方あるいは後方に放出された二次イオンの質量分析を行った。得られた質量スペクトルを比較した結果、薄膜側から照射して前方に放出された二次イオンはフラグメンテーションが少なく、この手法が無傷の分子イオンの収量向上に有効であることが確かめられた。
照射による非晶質SiNのスパッタリング北山 巧*; 森田 陽亮*; 中嶋 薫*; 鈴木 基史*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; et al.
no journal, ,
サブMeV Cイオン照射によって非晶質SiN膜中に形成されるイオントラックの微細構造を調べる研究の過程で、Cイオン1個で数千個の標的原子がスパッタリングされることを示唆する実験結果を得た。そこで、この現象を詳細に調べるために、Si基板上の非晶質SiN膜(厚さ30nm)に540keV Cイオンを照射し、高分解能ラザフォード後方散乱(RBS)法によってそのスパッタリング収量を評価した結果、およそ5000atoms/ionであった。一方、弾性衝突によるスパッタリングを模擬するSRIMコードで計算すると約80atoms/ionである。このことは、本研究で考えるスパッタリングが単純な弾性衝突によるスパッタリングでは説明できないことを示している。また、SiNの電子的阻止能が540keV Cイオンに対する値(8keV/nm)よりも大きい19keV/nmの100MeV Xe
によるスパッタリング収量を同様の方法で測定すると、C照射に比べて非常に小さくなり、電子的阻止能のみによる単純な電子的スパッタリングでも、540keV Cによるスパッタリング収量は説明できない。そこで、本発表では電子的阻止能と核的阻止能の相乗効果により説明が可能であることを議論する。
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。
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
CeCuO
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。
Oにおける電荷の短距離秩序による局所構造歪み樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 池田 一貴*; 大下 英敏*; 金子 直勝*; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎; 星川 晃範*; 石垣 徹*
no journal, ,
LiMnOは立方晶スピネル構造をもち、すべてのMnサイトは結晶学的に等価で+3.5の平均価数をもつ。この系は約260K以下で電荷秩序に伴い斜方晶へと構造相転移を示すが、電気伝導性は転移温度の上下でともに非金属的である。我々は高温立方晶相での非金属的電気伝導の起源を知る目的で粉末中性子回折実験を行い、そのデータを原子対相関関数に変換して局所構造解析を行った。その結果、高温立方晶相は低温斜方晶と同様の局所構造歪みをもち、電荷の短距離秩序が存在しており、それが非金属的電気伝導の原因になっていることがわかった。また原子対相関関数の温度依存性を調べたところ、低温斜方晶相を含む200Kから450Kの広い温度範囲において局所構造歪みおよびMn-O距離はほとんど温度変化しないことがわかった。
C標的を用いたハイパー核線分光,2細見 健二
no journal, ,
KEK-E566実験は、我々が1998年から行ってきた一連のハイパー核線分光実験の1つであり、C
反応によって生成された
Bと
Cの線分光を目的として行ったものである。物理目的は
-shellハイパー核における
N相互作用を調べることである。実験では、2つの磁気スペクトロメータ(SKS, K6ビームスペクトロメータ)を使ってC反応のミッシングマスを測定し、Ge検出器群Hyperball2を使ってに同期した線を測定した。初期の解析で計6本の線遷移を同定していたが、解析手法の改良を続けた結果、新たにCからの6MeV線遷移を同定することに成功した。測定されたスピン2重項のエネルギー間隔は、過去の実験結果から導かれるN相互作用で説明できるが、コア核励起によるエネルギー間隔は説明できないことが分かった。
綿貫 徹; 町田 晃彦; 川名 大地*; 柏本 史郎*; 田中 幸範*; 石政 勉*
no journal, ,
Au-Al-Yb準結晶はYb価数が2.61価である中間価数系の準結晶である。Yb系では、これらの2価後半の価数値から3価までの価数領域で多彩な物性を示す。そこで加圧により、その価数領域を実現させることを試みた結果、最高圧32GPaでは約2.97価とほぼ3価にまで価数増加させることができた。
及びその鉄サイト置換系の磁性と局所構造観測吉井 賢資; 林 直顕*; 松村 大樹; 草野 翔吾*; 水牧 仁一朗*; 水木 純一郎*; 高野 幹夫*
no journal, ,
BaFeOは、2年程前に発見された、Fe
スピンが110Kで強磁性整列を示す新規強磁性体である。2013年の本学会および論文にて、この物質がヒステリシス損が少ないなどの磁気冷凍に適した性質を持っていることを、磁化測定と放射光磁気円二色性測定により報告した。今回は、鉄サイト置換物質に対し、磁気冷凍効果を中心とした磁性を調べた。Ni等の元素をパーセント程度の微量置換することで、基底状態から強磁性が発現し、母物質よりもヒステリシス損が小さくなりうることが分かった。また、置換量を変えることにより冷凍温度を制御できることなども判明した。さらに放射光EXAFSを用いた局所構造観測を行ったところ、BaFeOでは磁気転移温度以下でFe周囲の局所歪みが発生するが、置換系では歪みが抑えられることが分かった。現在、これらの結果を解析中である。学会当日は他の結果についても報告する。
久保田 正人; 武田 全康; 山田 浩之*; 澤 彰仁*; 岡本 淳*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*
no journal, ,
薄膜の磁性を非破壊的に内部構造まで含めて解明する際に、量子ビームは有効なプローブである。特に、軟X線共鳴散乱実験では、元素選択性や偏光特性を利用することにより、マンガンサイトの物性を直接捉えることが可能である。超格子薄膜(LaMnO)m/(SrMnO)nでは、積層枚数(m,n)により、強磁性絶縁体相, 強磁性金属相, 反強磁性絶縁体相などといった多彩な相図が示されている。今回は、バルク状態においては共に反強磁性絶縁体であるにも関わらず、超格子薄膜状態においては、強磁性を示す試料の物性を明らかにするために、軟X線共鳴散乱実験を行った。温度変化測定を行った結果、磁気転移点温度以下で、スペクトルの大きな変化を示し、強磁性の出現に伴い、降温に従って、スペクトル強度が発達していくことことを観測した。本発表では、マンガン酸化物超格子薄膜内部のLaMnO層とSrMnO層の役割について、発表を行う。