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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。
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。
錦野 将元; 長谷川 登; 富田 卓朗*; 江山 剛史*; 柿本 直也*; 大西 直文*; 羽富 大紀*; 伊藤 篤史*; 南 康夫*; 武井 亮太*; et al.
no journal, ,
近年、フェムト秒レーザーアブレーションによるリップル形成、ナノスケールアブレーションやナノ粒子生成などに関する興味深い現象が数多く報告されているが、その基礎的なメカニズムは理解されていない。フェムト秒レーザー照射による金属のアブレーション過程の解明のために、フェムト秒レーザー(波長795nm, パルス幅80fs)ポンプ・ピコ秒軟X線レーザー(波長13.9nm, パルス幅7ps)プローブを構築し、ピコからナノ秒スケールで起きる金属のフェムト秒レーザーアブレーション過程の観測を行った。フェムト秒レーザー照射直後、数百ピコ秒後までの時間領域のサンプル表面でのアブレーション面の膨張過程についてダブルロイズ鏡を用いた軟X線干渉計測を行い、アブレーションフロントの表面状態について解析を行った。これらの実験結果と分子動力学シミュレーションを用いたフェムト秒レーザーアブレーションに関する結果を比較しアブレーションダイナミクスの検討を行った。これらの解析結果について講演する。
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。
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. Zh.; 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。
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吸収端共鳴非弾性X線散乱スペクトルを、ハバード模型やd-p模型の有限サイズクラスタに対する数値的厳密対角化法により計算し、ホール・ドープ系の入射X線のエネルギー依存性等を議論する。
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還元反応機構を報告してきた。今回は、電極電位を考慮した熱平衡状態計算により得られた窒素等をドープしたグラフェン端での可能な酸素還元反応経路および各活性点での触媒活性の総括を行う。
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. Zh.; 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。
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。