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CaOsO
の電子状態観測芝田 悟朗; 岡本 淳*; 林 浩章*; 河村 直己*; 田中 新*; 山浦 一成*; Streltsov, S.*; Huang, D. J.*; 藤森 淳*
no journal, ,
磁気八極子の基底状態をもつ可能性が指摘されている5
電子系BaCaOs
の電子励起をOs 
端XMCDで調べ、そのスペクトルをクラスターモデル計算と比較することにより、Os 5
電子の結晶場分裂やスピン軌道相互作用の大きさを定量的に決定した。
熊田 高之; 中川 洋; 三浦 大輔*; 関根 由莉奈; 元川 竜平; 廣井 孝介; 稲村 泰弘; 奥 隆之; 大石 一城*; 森川 利明*; et al.
no journal, ,
スピンコントラスト変調中性子小角散乱法を用いて急冷糖溶液中に生成するナノ氷結晶の構造解析を行った。本手法により、アモルファス氷と氷晶由来の散乱は識別され、後者の散乱から氷晶は非常に異方的なナノ構造を形成していることを見出した。
Siの研究,2神戸 振作; 芳賀 芳範; 酒井 宏典; 徳永 陽; 金城 克樹*; 北川 俊作*; 石田 憲二*; 播磨 尚朝*
no journal, ,
URuSiの隠れた秩序について考察する。最近の研究により、隠れた秩序状態の電子状態対称性はいくつかの空間群に限られている。しかし、それは同じ高い対称性を持つため、その区別は依然として困難である。そのため一軸圧力などの外場によって、隠れた秩序状態の対称性がどのように下がるか見る必要がある。本研究では一軸圧を[100], [110]方向にかけて斜方晶にしたときのRu-NQRについて議論する。
O
の電気的特性に及ぼすバイアス電場の効果深田 幸正; 福田 竜生; 吉井 賢資; 木村 彰杜*; Park, G.*; 池田 直*
no journal, ,
FeO
はイオン変位を伴わない強誘電体物質である(:希土類)。この系では、イオンとOイオンからなる三角格子の層とFeイオンとOイオンからなる三角格子が二枚重なった層が交互に積層している。後者の層ではFe
とFe
が同数存在し、それらが空間反転対称を破って配列することで電気分極を発生する。外部電場を印加することによって電荷秩序の形態の変化を引き起こすことが予想されるため、電荷秩序とバイアス電場の相関関係が岡山大学大学院の木村氏らを中心として現在調べられている。一方、バイアス電場と巨視的な物理量の関係性を知ることも興味深い。そこで本研究では、電気的特性である誘電率や電気抵抗率の精密測定をバイアス電場下で行った。実験では、単結晶のLuFeOを用いて、バイアス電場を三角格子の層に対し垂直方向に印加した。この系は通常の強誘電体より電気抵抗が低く緩和時間に分布が存在することから、新たな解析方法が必要である。そこで、多数のRC並列回路が直列に接続した等価回路を用いて、バイアス電場と電気的特性の関係性を精密に解析した。詳細は当日報告する。
久保 勝規
no journal, ,
反転対称性の破れた2次元電子系においては、ラシュバ・スピン軌道相互作用と呼ばれる、運動量に依存したスピン軌道相互作用が現れる。本研究ではラシュバ・スピン軌道相互作用のある系の電子相関効果を調べる。模型としてはラシュバ・ハバードモデルを用いる。ラシュバ・スピン軌道相互作用がないときは、バンドは2重縮退しているが、ラシュバ・スピン軌道相互作用によりその縮退は解ける。ただし、時間反転不変な運動量では縮退は解けず、これらの周りでエネルギー分散は線形となる。これらの点はワイル点と呼ばれる。我々は、変分モンテカルロ法を用いて、このモデルの強相関効果を調べた。その結果、先行研究と同様に、ラシュバ・スピン軌道相互作用が小さい領域では、ラシュバ・スピン軌道相互作用は金属状態を安定化することを確認した。それに加えて、ラシュバ・スピン軌道相互作用が大きい領域では、電子相関によってワイル点がフェルミ準位近傍に移動し、ワイル半金属状態が安定化することを見出した。
関川 卓也; Hwang, B.*; 石坂 優人*; 松谷 悠佑*; 川井 弘之*; 大野 義章*; 佐藤 達彦; 甲斐 健師
no journal, ,
デオキシリボ核酸(DNA)はグアニン、シトシン、アデニン、チミンの多様な組み合わせによって生物の遺伝情報を担い、放射線生物影響は主にこのDNAの損傷に起因する。本研究ではDNA損傷が定着するまでの過渡的な分子構造変化を理論的に調べるため、第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いて、ホールを生成したDNAを標的として構造変化、化学反応を担う部位の挙動を解析した。その結果、ホールがDNAのグアニン分子にトラップされる事象を再現することを確認し、実験結果を再現することを明らかにするとともに、新たにDNA糖鎖が激しい分子揺らぎを示すことがわかった。本研究成果は、放射線生物影響の最初期過程の解明に貢献すると期待される。
NiSe
のキャリアドープ効果の研究,4土田 駿*; 広瀬 雄介*; 関川 卓也; 大野 義章*; 摂待 力生*
no journal, ,
励起子絶縁体は、結晶中で電子と正孔が結合し、それらが集団的に振る舞うことで結晶全体が絶縁体化する性質を有し、新規物性として注目され始めている。本研究では、励起子絶縁体の候補物質の一つであるが合成自体が困難で物性解明が進んでいないTaNiSeに着目し、まずキャリアドープを目的とした元素置換試料(Ta1-xMx)NiSe (M=Ti, Zr, Hf)の育成に成功した。さらにチタンをタンタルと置換した場合(M=Ti)において、組成比xが0.06未満の試料の電気抵抗率は半導体的であるが、x=0.06以上では高温相の電気抵抗率が金属的に振る舞うことを明らかにした。本研究で示した相転移は、励起子絶縁体を実現するための新たな知見となりうる。
小西 蓮*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 佐々木 喬祐*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; et al.
no journal, ,
電子と同じ電荷、電子の207倍の質量を持つミュオンを固体水素薄膜に照射し、ミュオン触媒核融合によって薄膜表面から放出される再生ミュオンを観測することを試みている。再生ミュオンを検出する際の主なバックグラウンド要因は、加速器からのミュオンが標的などで再生ミュオンと同程度までに減速された散乱したミュオンと、装置構成材において発生する制動放射線であり、これらのエネルギーと角度分布をPHITSで計算した。その結果、固体水素内での散乱は少なく、固体水素標的上流にあるAl箔での減速が支配的であることがわかった。X線検出位置での制動放射線のエネルギー分布についても報告する。
(Li
Fe
)Nの中性子散乱研究古府 麻衣子; Jesche, A.*; Breitner, F.*; H
hn, P.*; 河村 聖子; 中島 健次; 廣井 孝介; 大石 一城*; 河村 幸彦*
no journal, ,
ナノスケールの単一分子が大きな磁気モーメント・磁気異方性を有し、磁化反転過程が非常に遅くなる物質群は単分子磁石と呼称される。一般に、単分子磁石は錯体で実現され、無機物質の報告はわずか数例しかない。本研究では、そのひとつである対称性の高い無機物質Li(LiFe
)Nに着目した。Li(LiFe)Nは六方晶であり、LiN層に隔てられたLi三角格子にFeがドープされる。単分子磁石挙動は広い濃度領域(
)で観測され、低温でトンネルを介した磁化反転が顕著に現れる。非常に強い異方性磁場(
T)を有し、基底状態が
(
)であることも特徴である。我々は、Li(LiFe)N (
)の磁気特性を明らかにするため、中性子散乱測定を行なった。J-PARCのAMATERAS分光器で得られた中性子非弾性スペクトラムでは、低・高濃度ともに2, 5, 26meV付近に磁気励起が観測された。26meVの励起は
から
への遷移と考えると、ac磁化率の結果と整合する。しかしながら、低エネルギーの磁気励起は単純には説明できず、その起源について検討を進めている。一方、TAIKAN装置で測定した小角散乱では、磁気相関長は20K以下で成長しなくなることが明らかになった。本系の特徴である遅い磁気緩和が、磁気相関の発達を妨げることを示唆している。
大西 弘明
no journal, ,
強磁性フラストレート鎖において、スピンネマティック液体が発現することが理論的に見出されている。それを特徴づけるスピン四極子励起を、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)で観測する可能性に着目している。LiCuVOなどの候補物質を念頭に、CuO鎖に対する有効多軌道模型に基づいて、数値対角化によってRIXSスペクトルを解析する。
石飛 尊之; 服部 一匡*
no journal, ,
結晶が空間反転対称性を持つが原子位置に空間反転中心のない系においては、q=0の単純な反強秩序によって空間反転対称性が破れることから、電気磁気効果や非相反伝導現象などを引き起こす舞台として近年注目されている。本研究では、有限波数qをもつ反強秩序に注目し、相互作用の形や誘起ボンド秩序を解析するため、様々な秩序変数の二次形式を対称性の観点から整理した。その結果、有限波数秩序によって典型的にはボンド秩序が誘起されること、結晶構造によっては非共面磁気秩序が実現しやすいことが明らかになった。
における異常ボルテックス状態常盤 欣文; Opletal, P.; 酒井 宏典; 山本 悦嗣; 神戸 振作; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 木俣 基*; 淡路 智*; 佐々木 孝彦*; et al.
no journal, ,
非従来型超伝導ではボルテックスが格子を組まず揺らいでいる液体状態を示す場合がある。ピン止めが強い場合にはボルテックスが動かないため、このような異常状態の形成には純良な結晶が必須となる。最近、溶融塩フラックスを用いたスピン三重項超伝導体UTeの純良単結晶の育成が報告された。本研究では、そのような純良単結晶を用いたUTeのボルテックスに関する研究を報告する。その結果、15T以上22T以下の磁場領域で、臨界電流が温度依存性において極大を持ち、超伝導状態の奥深くの低温において臨界電流の低い島状の磁場温度領域が観測された。通常、臨界電流は温度が下がるにつれて単調に増加するため、このような振舞は異常である。この島状の領域は、最近報告された中間磁場超伝導相の領域と一致している。これは、中間磁場超伝導相で、ピニング力が弱くなり臨界電流が低下していることを示している。本研究は、間接的ではあるが、中間磁場超伝導相の形成を支持する結果である。また、発表では中間磁場超伝導相でのピニング力低下の起源として分数量子ボルテックス状態の形成などを議論する。
における容易軸メタ磁性と超伝導相内一次転移常盤 欣文
no journal, ,
非従来型超伝導では、磁性が超伝導相互作用の起源と考えられており、磁性と超伝導の関係性は研究の中心的テーマとなっている。UTeは、磁場中でのリエントラント超伝導やスピン3重項超伝導の可能性などにより、多くの注目を集めている。この物質において、a軸方向に磁場を印可すると、6T付近でフェルミ面の不安定性による弱いメタ磁性が発生する。気相成長法で合成された初期の結晶では、
=1.6Kで上部臨界磁場
=6Tであったため、メタ磁性が発生する磁場では超伝導が消失しており、超伝導に影響はなかった。溶融塩フラックス法により合成された純良単結晶では、=2.1Kは当初のTcから25%増強であるのに対して、=12Tは2倍になっており、メタ磁性が超伝導に影響を与えうる。本研究では、このメタ磁性がを増強していることを明らかにした。
金田 美優*; 森 みなみ*; 高橋 勝國*; 深田 幸正; 吉井 賢資; 池田 直*; 狩野 旬*; 藤井 達生*
no journal, ,
カーボンナノチューブやカーボンナノウォール(CNW)等のカーボンナノ構造体が発見されて以降、それらの特徴を生かした応用が模索されている。CNWはグラフェンシートが重なり基板に対して垂直に成長した壁構造を形成している。特徴として、高い比表面積、良好な導電性、化学的安定性を有し、大容量電池や超高速半導体などへの応用が期待される。その一方でこれまでのCNWの合成には、炭素源としてCHなどの環境負荷の高いガスが必要であり、合成装置も高額であった。本講演は安価なCNWの合成方法の開発とCNWに異種元素をドープした研究について報告する。本研究では異種元素として窒素(ドナー)やボロン(アクセプタ)のドープを試みた。窒素ドープCNWはN雰囲気中で活性炭とSi基板をプラズマ中に、ボロンドープCNWはBC粉末と活性炭の混合物とSi基板をプラズマ中に置くことで合成できる。これらのサンプルはXPS測定によりNやBをドープできていることを確認した。Si基板上のBドープCNWの電流電圧測定を行ったところ、順方向に0.2V程度の電圧降下が観測され半導体的な特性を確認した。
永井 佑紀; 岩崎 祐昂*; 北原 功一*; 木村 薫*; 志賀 基之
no journal, ,
準結晶とは、高次元超格子の3次元空間への射影として理解できる周期性のない物質である。高温における比熱の上昇は、準結晶の高次元性を反映した現象として二十年以上議論されてきた。しかし、準結晶やその近似結晶の比熱の理論計算はその原子構造の複雑さから困難であった。実験と理論の橋渡しを行うため、最先端の機械学習分子動力学法を用いて、比熱の理論計算を試みた。そして、Al-Pd-Ru準結晶とその近似結晶において、実験グループとの共同研究により、実験で異常高温比熱が現れること、理論で同様の現象が再現できること、の二つを確かめた。そして、異常高温比熱が現れる温度領域においては、アルミニウム原子が不連続に飛び移りながら拡散していくことがわかった。そして、その拡散の経路は6次元超原子の揺らぎとして理解することができることを明らかにした。
Opletal, P.; 酒井 宏典; 芳賀 芳範; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 神戸 振作; 徳永 陽
no journal, ,
Magnetic semimetals are currently focus of research due to possible electronic topological features. Topological features originate from nontrivial band characters. One of the most interesting state is Weyl fermion which originate from band splitting driven by spin-orbit interaction due to the inversion symmetry breaking or time-reversal symmetry breaking. The materials with these properties are called Weyl semimetals. Wey fermions are expected to be robust and have high mobility, which is important for practical application of topological matter. Uranium materials are interesting candidates for Weyl semimetals because of their strong spin-orbit interaction causing band inversion and/or strong electronic correlations, often observed as 5f magnetism. One of the possible candidates are UOX (X = S, Se, Te) compounds. We measured electric resistivity of UOX using Montgomery method. The resistivity along a-axis shows metallic/semi-metallic behavior in whole temperature region while resistivity in along the c-axis shows dramatic increase below T
. We will discuss possible origin of this increase in relation to crystal and band structure.
守屋 克洋
no journal, ,
線形ポールトラップ(LPT)は四本の電極で構成されるプラズマ捕捉装置である。加速器中を伝播するビームとLPT中に捕捉されたプラズマは物理的にほぼ等価であることに着目し、LPTを用いたビームダイナミクスの基礎研究を行っている。本発表では、LPTを用いて2種類の加速器ビームの振る舞いについて、LPT実験、数値計算、理論との比較を行った博士論文の内容について報告する。1つ目は、Non-Scaling Fixed Field Alternating Gradient加速器の原理実証機である英国EMMAのビームの振る舞いをLPTで模擬し、局所的双極誤差磁場による1次共鳴の横断について詳細に調査した。結論として、共鳴横断時の実験結果は理論と極めて一致した。また、共鳴を複数横断する場合、横断するタイミングを変えることで、ビーム品質を損なわないことを示した。2つ目は、J-PARC 3GeVシンクロトロンのような大強度ビームの振る舞いをLPTで模擬した。加速器の運転条件を決めるチューンを半整数付近に選ぶと、2つの異なる集団不安定性メカニズムが存在することを実証した。よく知られた四重極子共鳴だけでなく、双極子モードのコヒーレント不安定性が存在する実験的証拠を得た。また、双極子モードの不安定性を抑制する方法についても調べた。
長壁 豊隆; 宗像 孝司*
no journal, ,
中性子利用技術高度化の一環として、高圧技術開発を継続している。これまでに、3GPa以上での高圧下単結晶中性子磁気回折実験を目的に開発したハイブリッドアンビル(HA)技術を用いてJRR-3で10GPa程度までの実験の実績がある。このHA技術をJ-PARC MLFに展開し、最近では、SENJU(BL18)で9GPaでの磁気回折実験にも成功している。J-PARC MLFの広い観測可能領域を活用して研究対象物質の圧力誘起相中の構造を決定し、JRR-3の強い定常ビームを利用して特定点強度の外場依存性を測定し相境界を決定する、という相補的な測定は、高圧下磁性研究において有力な手法となる。これに加えてHA技術に電気測定を導入するための技術開発も進めており、圧力誘起相の磁性と伝導(分極)を同一の高圧試料環境下で調べることを目指している。年会では、この技術の現状とその適用として、Mn系マルチフェロイクス物質などの測定例を紹介する。
楡井 真実; 篠原 英*; 中西 尚志*; 河村 聖子; 玉造 博夢; 秋葉 宙*; 山室 修*; 古府 麻衣子
no journal, ,
ポリチオフェン(PT)は剛直な高分子であるが、側鎖としてアルキル鎖を導入すると融点が低下する。その要因の一つはアルキル鎖の無秩序による大きな配置エントロピーだと考えている。本研究ではアルキル鎖の形状による違いを調べるために、PTに分岐アルキル鎖を導入したPT2/6 (Tg=270K)とPT8/12 (Tg=217K)、直鎖アルキル鎖を導入したPT8 (Tg=256K, regiorandom)を対象とした。これらの試料のダイナミクスを中性子準弾性散乱法により調べた。測定にはJ-PARCのAMATERAS、DNA分光器を用いた。その結果、温度変化の小さい2つの速い緩和と温度変化する遅い緩和が観測された。Tgより高温での遅い緩和は主鎖の並進拡散と考えられ、その拡散係数Dは試料の粘度が低いほど高く、粘度との対応が確認された。低温では緩和強度の運動量遷移Q依存性が異なっており、Tg付近を境に別の緩和が現れている。速い緩和はアルキル鎖の回転・揺動と考えられる。これらの緩和時間はアルキル鎖の種類によらずほぼ同じであること、また緩和強度のQ依存性から、アルキル鎖全体が動くのではなく、アルキル鎖内の炭素・水素原子がそれぞれ運動していると考えられる。また、室温付近ではアルキル鎖の水素原子の大半が動いており、ほぼ無秩序状態にあることがわかった。可動な水素原子の割合は粘度の低いPT2/6ではやや低い傾向が見られた。講演では、緩和の詳細およびアルキル鎖の形状がダイナミクスに与える影響について議論する。
lattice QCD at high temperatures青木 慎也*; 青木 保道*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; 金森 逸作*; 金児 隆志*; 中村 宜文*; Rohrhofer, C.*; 鈴木 渓; Ward, D.*
no journal, ,
量子色力学(QCD)はクォークとグルーオンの運動を記述する基礎理論である。QCDにおける軸性U(1)対称性は、低温では量子異常の効果で破れているが、QCDの高温領域でこの対称性がどうなるか調べることはQCDの相構造を理解するうえで重要である。本研究では、ドメインウォール・フェルミオンや(再重み付け法によって得られる)オーバーラップ・フェルミオンなどの動的なカイラルフェルミオンを用いて2+1フレーバーQCDの高温領域のシミュレーションを行った。ここで、アップ、ダウンクォークの質量は物理点より重い質量から物理点近傍、物理点より軽い質量領域も含め、温度は擬臨界温度近傍や少し低温側・高温側の温度領域を調べた。物理量として、ディラックスペクトル、軸性U(1)感受率、トポロジカル感受率、ハドロン相関関数の振る舞いについて得られた結果と考察を報告する。