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深谷 有喜; 圓谷 志郎; 境 誠司; 前川 雅樹; 望月 出海*; 和田 健*; 兵頭 俊夫*; 河裾 厚男
no journal, ,
グラフェンは、現在最も注目されている新物質であり、その物性評価が精力的に進められている。これまでに様々な基板上で、グラフェンの合成が試みられているが、その物性に大きくかかわる基板との距離を実験的に決定した例は意外と少ない。本研究では、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法を用いて、Cu(111)表面上のグラフェンの原子配置を決定した。ロッキング曲線の測定と動力学的回折理論に基づく強度解析から、グラフェンとCu基板との間隔を3.3Aと決定した。解析においては、グラフェンのバックリングの効果も考慮に入れたが、計算結果に優位な改善は見られなかった。したがって、グラフェンは平坦な構造であり、そのCu基板との間隔は、グラファイトの層間距離に近いことがわかった。
Asの磁気形状因子の面内異方性樹神 克明; 石角 元志*; 脇本 秀一; 木方 邦宏*; Lee, C.-H.*; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 社本 真一
no journal, ,
鉄系超伝導体の母相における磁気形状因子の面内異方性を調べる目的で、双晶構造をもたないBaFeAs単結晶を用いて中性子回折実験を行った。反強磁性状態における磁気散乱強度から見積もられた磁気形状因子は、3d
軌道の電子が40%、それ以外の4つの3d軌道の電子が15%ずつ磁気モーメントに寄与するとして説明できる。このような磁気形状因子の面内異方性は、これまで鉄系超伝導体の母相の反強磁性相で観測されてきた異方的ふるまいの理解につながるものと考えられる。
安立 裕人; 前川 禎通
no journal, ,
近年、強磁性(絶縁体も可)のスピンダイナミクスを用いて電流を伴わない純スピン流をターゲットに注入する「スピンポンプ」という手法が、電荷移動を必要としない有効なスピン注入法として急速に普及している。スピンポンプは振動磁場を用いたスピン源の強磁性共鳴)により駆動される。しかしごく最近、可視光を用いて金微粒子(スピン源であるイットリウム鉄ガーネットに埋め込んである)の表面プラズモン共鳴を引き起こし、この表面プラズモン共鳴が駆動するスピンポンプ現象が観測された。講演では、マグノン・ラマン散乱を介したプラズモン・スピンポンプのプロセスを中心に議論する。
ガス中の放電のパーコレーションモデルによるシミュレーションのモデル、パラメータ依存性についての考察佐々木 明; 鳥居 建男; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*
no journal, ,
媒質中にランダムに電離し、導体になった部分が生成し、それが互いに接続して放電が起こると考えるパーコレーションモデルを用いた放電のシミュレーションを行っている。媒質中で時間とともに電離が進行する単純なパーコレーションモデルでは、電離領域の割合が理論的な閾値を超えると放電が起こるという結果を得るが、媒質中には電離領域の生成過程とともに、再結合や付着による消滅過程があり、その確率は媒質の物性や印加電界などの条件に依存すると考えられる。電離領域の生成と消滅の確率を、絶縁ガスとして用いられるSFの電離および付着係数をもとに定め、前者が電界に比例して増加し、後者が反比例して減少すると考え、かつ放電電流が流れると媒質が加熱され、付着の確率が減少すると考えるモデルを用いると、電界を印加された媒質中において、初期に部分放電が生じ、統計的な遅れ時間を経て急速なステップ状のストリーマの成長が起こる特性が再現される。
中堂 博之; 小野 正雄; 針井 一哉; 松尾 衛; 家田 淳一; 安岡 弘志; 前川 禎通; 齊藤 英治
no journal, ,
物体を回転するとバーネット磁場が生じることが知られている。最近、我々は物体の回転運動によって原子核に生じるバーネット磁場をNMR法を用いて観測することに成功した。この際に重要であったことは試料と信号検出コイルを同じ角速度で回転し、試料とコイルの間に相対的な回転運動が生じない様にすることであった。一方、高分解能NMRの分野では磁場の不均一から生じる試料内部の磁場分布を平均化するために、試料のみを高速で回転させる手法が古くから行われているが、回転によっていかなる周波数シフトも生じないことが知られている。ここでの回転の自由度は試料の絶対的回転運動と、試料とコイルの間の相対的回転運動であり、この両者が互いに打ち消すために周波数シフトが生じないと考えられる。今回、我々はバーネット効果のNMR測定に使用したコイル回転法を応用し、コイルのみを回転させる手法を開発した。ここでの回転の自由度は、試料が静止しているため、試料と検出部の間の相対回転だけである。コイルのみを回転させながらNMR/NQR法を用いてスペクトルを測定するとNMR周波数が回転数に比例してシフトしていることがわかった。
三水素化物の放射光メスバウアー分光三井 隆也; 瀬戸 誠; 増田 亮*; 平尾 直久*
no journal, ,
典型水素吸蔵合金の一つであるGdFeは、水素化処理により多結晶水素化物を形成するだけでなく水素誘起アモルファス化(HIA)した合金を形成することが知られている。特に、後者は水素吸蔵合金の劣化過程と密接に関した現象であるため、HIA形成過程と合金の基礎物性を明らかにすることに興味がもたれている。一方、GdFe水素化物は水素化による体積膨張や電荷移動に関連して、Fe-Fe, Fe-Gd間の結合状態や磁気交換相互作用が顕著に変化し、水素吸蔵量に依存して大きな物性変化が生じる。更に、HIA化したGdFe水素化物では、上記の水素化効果に加え、合金内でFeとGdが自己組織化してナノクラスター化すると考えられており、特異な物性を示すことが期待され、その物性発現機構を正確な理解には水素侵入時のFeとGdの局所構造変化を観測することが重要となる。本発表では、多結晶a-GdFeH
の単相試料とHIAで得られたa-GdFeHの磁性とFeとGd原子間の結合状態を鉄の放射光核共鳴非弾性散乱と偏光メスバウアー分光を同時に測定できる新手法で調べた結果を紹介する。
の局所構造,2米田 安宏; 小原 真司*; Fu, D.*
no journal, ,
前回の学会ではNaNbOの2体相関分布関数法(PDF)を用いた局所構造解析の結果を報告した。NaNbOは室温以下の広い温度領域でrhombohedral構造とorthorhombic構造が共存していると言われているが、局所構造は全ての温度領域でrhombohedral構造で再現できたことから、NaNbOのground stateはrhombohedral構造であると考えられる。この広い2相共存領域を伴う散漫的な相転移的は、AサイトのNaをLiで置換することによってシャープな相転移へと変化することが知られている。今回はLiを10mol%ドープした(Na
Li
)NbOの局所構造解析を同様に行った。2相共存領域ではpureなNaNbOのBragg反射は散漫的になっていたがLiをドープすることによってシャープなBragg反射へと変化し、局所構造もrhombohedral構造がより安定化することがわかった。
前川 雅樹; Zhou, K.*; 深谷 有喜; Zhang, H.; Li, H.; 河裾 厚男
no journal, ,
陽電子ビームの入射エネルギーを数十eV以下の低速に制御して物質に入射すると、表面電子と水素原子様の結合状態(ポジトロニウム)を形成し真空側に再放出されることが知られている。スピン偏極低速陽電子ビームを用いると、再放出ポジトロニウムの3光子消滅率の磁場依存性から表面電子スピンを検出することができる。ポジトロニウムの形成においては、その仕事関数に相当する準位幅にある電子のみがポジトロニウムの形成に寄与するため、ポジトロニウムの速度分布は電子状態密度に関する知見を与える。すなわち、スピン偏極陽電子ビームを使った表面放出ポジトロニウムの飛行時間測定を行うことで、物質表面の電子状態密度のスピン偏極状態を測定することが可能になると期待される。現在、これまでに我々のグループが開発したスピン偏極陽電子ビームを用いて、スピン偏極ポジトロニウム飛行時間測定(SP-PsTOF)装置の構築を進めている。
Zhang, H.; 山本 春也; 前川 雅樹; 河裾 厚男
no journal, ,
The Rashba effect is a typical physical phenomenon resulting current-induced spin polarization (CISP) in a two-dimensional electron gas system due to the spin-orbit coupling and the potential gradient at the surface or interface. Spin-polarized positron beam is a newly developed experimental technique to study the CISP on metallic nanofilms, since the formation fraction of spin-triplet Ps (positron-electron bound state) is altered by the spin polarization of the outermost electrons. In 2007, giant Rashba effect was found at Bi/Ag surface alloy. Recently, the spin-to-charge conversion was experimentally realized at Bi/Ag interface. The efficiency of the spin-to-charge conversion is in an order of: Bi/Ag 
Bi Ag. We deposited Ag (25 nm), Bi (500 nm), and Bi (0.3, 1, 12 nm)/Ag (25 nm) films on AlO substrates and studied the CISP by using a spin-polarized positron beam. The efficiency of the charge-to-spin conversion (inverse of spin-to-charge conversion) in the same order (Bi/Ag Bi Ag) is consistent with the spin-to-charge conversion efficiency in Ref. 3. The continuous decrease of surface spin polarization of Bi (0.3, 1, 12 nm)/Ag (25 nm) with increasing Bi thickness clarifies that the diffusion of electron spins from Bi/Ag interface to the outermost Bi surface.
山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 松本 裕司*; Fisk, Z.
no journal, ,
正方晶希土類・アクチノイドホウ化物(AnB
)は一般に磁気秩序を示すが、その中でUBだけは非磁性基底状態を持つ。このUBのUサイトをYなどの非磁性原子で置換することによりU濃度の薄いエリアで微弱強磁性が誘起されることが知られている。我々はこのU
Y
Bの単結晶育成を行い、その基礎物性測定を行った。
大西 弘明
no journal, ,
バナジウム酸化物CaVO
は、
=1ジグザグスピン鎖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、最近の実験でその可能性は除外され、この物質の磁性を理解する上で軌道自由度の重要性が指摘されている。つまり、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=1を形成するため、軌道自由度が低温物性に寄与する。本研究では、バナジウム酸化物の軌道自由度を取り込んだ有効多体電子模型を構築して、その基底状態を数値的手法を用いて解析する。軌道がクエンチしている場合は、軌道状態に対して磁場は二次の摂動でしか効かないが、軌道が縮退している場合は、磁場により軌道状態が顕著に変化する。軌道の空間異方性を反映して、磁場方向に応じて異なる軌道状態の変化が生じることが分かった。
IrGeの合成と磁性山内 宏樹; 社本 真一; 近藤 啓悦; 石角 元志*
no journal, ,
近年、結晶構造と磁性とが密接に結びついた特異な物理現象が数多く報告されている。カイラル結晶格子系におけるカイラルな磁気秩序はその一例である。B20型立方晶構造を取るらせん磁性体MnSi, FeCoSi, FeGe等や同じ空間群
213に属する構造を取るCuOSeOは、いずれも中心対称性のないカイラルな結晶構造であり、これらで確認されているスカーミオンと呼ばれる渦状の新しいスピン状態は、非常に高い関心を集めている。このような空間群213の結晶における磁気カイラリティの存在は、Dzyaloshinskii-守谷相互作用に由来するものであり、強磁性交換相互作用との競合で新奇な磁性を発現する可能性が極めて高いことを示している。こうした背景を踏まえ、我々は新たに空間群213に属する化合物MnIrGeを合成し、磁性の評価を試みた。試料は、アーク溶解または1100
C焼結の後、900Cアニール処理を経て合成した。SEM/EDXによる試料分析の結果、ほぼMn:Ir:Ge=3:1:1組成比の化合物が得られていることがわかった。また、粉末X回折で空間群213に属する構造を持つほぼ単一相の多結晶試料が得られていることを確認した。得られた試料で行った磁化
-温度
測定では、225Kに反強磁性秩序を示すカスプを観測し、1Tまでの磁化(
)-磁場(
)曲線(4.2K, 100K, 200K)では、いずれも零から印加磁場に比例する直線的な磁化の振る舞いを観測した。
髭本 亘; 伊藤 孝; 高畠 敏郎*; 末國 晃一郎*
no journal, ,
カゴ状構造を有する化合物におけるカゴ内部のゲスト原子の運動は、熱電変換物質の変換効率を上げる機構という観点からも重要であり、近年大きく理解が進んだ。本研究では、微視的な実験手法であるミュオンスピン緩和法を用いて、I型クラスレート化合物Ba
Ga
Si
の局所運動の研究を行ったのでその結果について報告する。
SR法で探るペロブスカイト型酸化物中の不純物水素状態,2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等における格子間水素の電子状態を微視的な観点から調べるために正ミュオンと電子の束縛状態であるミュオニウムを用いて実験を行った。ミュオニウムは水素の軽い同位体と見なせるため、ミュオニウムの電子構造から格子間水素のそれを類推することができる。実験の結果、BaTiO, SrTiO、およびLaAlOにおけるミュオニウムの不純物準位が明らかになり、BaTiOおよびSrTiOにおいては浅いドナー準位を、一方LaAlOにおいては深い不純物準位を形成することがわかった。これらの結果に基づき、ペロブスカイト酸化物におけるミュオニウムおよび水素準位のユニバーサリティについて議論する。
の局所構造綿貫 徹; Kim, H.*; Yu, R.*; 町田 晃彦; 榊 浩司*; 中村 優美子*; 水牧 仁一朗*; 東 正樹*
no journal, ,
PbCrOは、平均構造は単純立方晶だが、A-siteにランダムネスを持つ構造をとる。従来、このランダムネスはPb欠損サイトに関するものであり、Pb欠損があることによって生じると報告されていた。我々は、Pb欠損のない試料を作製し、X線2体分布関数法により局所構造を調べたところ、Pb欠損がなくてもランダムネスは存在し、それがPbシフトに起因するものであることを明らかにした。つまり、PbCrOが本質的に「A-siteガラス」構造をとる物質であることが明らかになった。
綿貫 徹; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 渡辺 真仁*; 新田 清文*; 田中 幸範*; 石政 勉*
no journal, ,
b-Au-Al準結晶は圧力・磁場制御なしに量子臨界点上に位置する物質であり、その量子臨界現象には価数揺らぎが関わることが指摘されている。我々は、低温磁場下でのYb価数についてX線吸収分光(XAS)法を用いて精密評価を行ったところ、価数揺らぎの理論で予測されるような価数の磁場依存性の異常を観測した。
松尾 衛; 家田 淳一; 針井 一哉; 大沼 悠一*; 横井 直人*; 前川 禎通
no journal, ,
本講演では、結晶中の転移(刃状転移、螺旋転移)のスピン流へ の影響を調べ、転移によってスピンホール効果が引き起こされるこ とを理論的に示す。転移のある結晶格子のダイナミクスは、ゲージ場として記述でき ることが知られており、刃状転移や螺旋転移はカルタンの捩率 とよばれる幾何学量によって表される。我々は、このゲージ場中の 電子の基礎方程式を導き、捩率とスピンが相互作用することを示す。
中川 洋; 片岡 幹雄
no journal, ,
蛋白質の水和研究のモデル蛋白質である、スタフィロコッカルヌクレアーゼを用いて、0.1
0.6(g水/g蛋白質)のいくつかの水分量で、分子シミュレーションと中性子非弾性散乱を行い、水和水の水素結合ダイナミクスや拡散を調べた。その結果、水和水の個々の水素結合ダイナミクスは、水分量に関係なく局所的な水素結合の形成パターンによって決まることが分かり、また蛋白質表面での水和水のパーコレーション転移によって、水和水全体のダイナミクスが劇的に変化することが分かった。このパーコレーション転移に伴う水和水ダイナミクスの変化は、中性子非弾性散乱で求めた拡散定数の水分量変化からも確認した。また、水和水の間の水素結合ダイナミクスは、蛋白質と水和水の間の水素結合ダイナミクスと相関があり、両者は動的にカップルしていることが分かった。水和水の水素結合ネットワークのパーコレーション転移は、水和水の物理化学的特性を決定付ける重要な要因であるとともに、生理的機能発現に重要とされる蛋白質の熱揺らぎを誘導していると考えられる。
池田 隆司
no journal, ,
土壌からCs-137等の放射性同位元素を効率的に分離回収する技術の開発は、福島の本格除染を実施する上で喫緊の技術課題となっている。本研究では、土壌から放射性セシウムをより効率的に分離回収するための技術開発に資することを目的に、第一原理分子動力学に基づいた化学反応シミュレーションにより、福島の土壌に豊富に含まれる放射性セシウムが吸着しやすい粘土鉱物へのセシウムイオンの吸脱着過程等を原子・分子レベルで調べている。本講演ではバーミキュライトの層間水の構造と層間に含まれるイオン種との関係等について報告する。
安居院 あかね; 櫻井 浩*; 鈴木 宏輔*
no journal, ,
磁気コンプトン散乱とSQUID・VSM等の測定と組み合わせた、スピン選択磁気ヒステリシス曲線(SSMH)および軌道選択磁気ヒステリシス曲線(OSMH)の測定が報告されている。さらに、我々は磁気コンプトンプロファイル)を解析し、元素選択磁気ヒステリシス曲線(ESMH)を測定する手法を開発した。これまでに希土類-遷移金属薄膜について行ったSSMH, OSMHおよびESMHの測定結果を報告する。