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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。
松原 章浩; 藤田 奈津子; 西澤 章光*; 三宅 正恭*
no journal, ,
加速器質量分析(Accelerator Mass Spectrometry: AMS)では、測定目的である核種と等しい比電荷を持つ核種(主として同重体)は電磁界フィルターでは分別されず、目的核種と同様にガスカウンターに入射する。このため、双方のエネルギースペクトルの差を利用して両者を分別している。本研究では分別性能の向上を目指し、そのスペクトルの基になるパルストレースに及ぼす同重体入射の影響を実験的に調べた。観測の結果、ガスセルのガス圧を下げ、入射エネルギーを増加させるとパルストレースのベースラインが著しく揺らぐことが分かった。その揺らぎは、
Bの多重入射によってガスカウンター内に正電荷が蓄積するが、その損失過程に介在するある不安定性によって発生すると考えられる。不安定性として蓄積した電荷に閾値を持つ緩和振動に着目している。
久保 勝規
no journal, ,
重い電子系の磁性状態を考えるために、周期アンダーソンモデルを調べる。本研究では変分モンテカルロ法を用いて、基底状態を調べる。変分波動関数としては、常磁性, 反強磁性, 強磁性状態を考える。それぞれの磁性状態に対して、モンテカルロ法によってエネルギーを計算し、エネルギーが最低になる変分パラメーターを決める。計算の結果、ハーフフィルド近傍では反強磁性状態、ハーフフィルドから離れたサイトあたりの電子数がn=1.5の場合には強磁性状態が広いバラメーター領域で実現することがわかった。それぞれの反強磁性相内、強磁性相内でフェルミ面が変化する相転移があることも見出した。
Co
)GeのNMRによる研究徳永 陽; 青木 大*; Mayaffre, H.*; Kr
mer, S.*; Berthier, C.*; Horvati
, M.*; 酒井 宏典; 神戸 振作
no journal, ,
ウラン化合物の強磁性超伝導では、同じウランの遍歴5f電子が強磁性と超伝導を同時に担っている。このことは強磁性揺らぎを媒介とした非BCS型の超伝導機構の存在を直感的に示唆している。またURhGeでは磁場によって誘起される新しい超伝導相も確認されている。さらに超伝導のみならずURhGeとUCoGeの遍歴強磁性はそれ自体が非常に興味深い研究対象である。我々は両者の混晶系U(RhCo)GeにおいてNMR研究を行い、微視的観点から磁性と超伝導の関係を探っている。講演ではその最新の成果について報告する。
Harries, J.; 岩山 洋士*; 永園 充*; 富樫 格*; 久間 晋*; 中嶋 享*; 繁政 英治*
no journal, ,
Following excitation of 1s3p atoms in a sample of pressures around 3000 Pa the dominant mode of decay was found to be superfluorescence at 501.6 nm. At higher densities superfluorescence on other transitions, 3d-2p at 667.8 nm and 3s-2p at 728.1 nm was also observed. Using filters in front of a streak camera, we have characterized this competitive process. Further, we have studied excitation at 52.2 nm, corresponding to 1s4p excitation. Emission at 667.8 nm emission was found to be dominant, indicating two-step cascade superfluorescence 4p-3d-2p.
鈴木 紀裕*; 名越 達郎*; 依田 優美*; 井上 直樹*; Harries, J.; 小池 文博*; 東 善郎*
no journal, ,
In this work we recorded the total ion and fluorescence yield spectra in the region of the Neon 2s2p
) double excitation resonance, near 73.8 eV. Whereas a Fano-like profile was observed in the fluorescence yield spectrum, no structure was visible in the ion yield spectrum. Thus this state appears stable against auto-ionization. Using single-photon counting during single-bunch operation we have separated the fluorescence into three separate components, and it is hoped that these will provide clues to the excitation and decay processes.
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,2中嶋 薫*; 丸毛 智矢*; 永野 賢悟*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一
no journal, ,
高分子/生体分子の二次イオン質量分析においては目的の分子を壊さずに効率よくイオン化して放出させることが重要になる。我々はアミノ酸試料(フェニルアラニン)の基板に自立薄膜(非晶質SiN)を使用して、MeV Cイオンを基板(SiN)側から照射することで前方(下流)に放出される分子イオン収量の向上及び分子イオンの断片化(フラグメンテーション)抑制に関わる有効性を調べている。これまでに二次イオン出射面での一次イオンからのエネルギー付与密度がCイオンによるものよりも、Cが解離して炭素原子間距離が広がることによりエネルギー付与密度が適度に小さくなった方が無傷の分子イオン収量が向上し、かつ断片化がより抑制されることを明らかにした。今回は、試料の上流に設置した別のSiN薄膜でCイオンを分解させて得た、60個の炭素原子(イオン)を同時に試料に照射したときの二次イオンの質量分析を行った。すなわち、炭素原子間距離が極端に大きい場合を検討した。その結果、フェニルアラニンの分子イオン収量は
0であり、また、フェニルアラニン分子に特徴的な高分子量フラグメントイオンは収量が相対的に小さくなった。この結果は、高い分子イオン収量と断片化の抑制を両立させるためには、クラスター照射によってもたらされる適度なエネルギー付与密度が重要であることを示唆している。
イオン照射による非晶質SiNのスパッタリング北山 巧*; 森田 陽亮*; 中嶋 薫*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 松田 誠; 左高 正雄*; 木村 健二*
no journal, ,
非晶質SiN膜へのサブMeV Cイオン照射では、スパッタリング収量(入射イオン1個当たりのスパッタされる標的原子数)が数千個に達するが、この観測結果は弾性衝突によるスパッタリング(弾性的スパッタリング)では説明できない。一方、非晶質SiN膜への100MeV Xe
イオン照射では、Cイオンに比べて電子的阻止能が大きいにもかかわらず観測されたスパッタリング収量は非常に小さく、この阻止能に依存するスパッタリング(電子的スパッタリング)でも冒頭の観測結果が説明できないことが明らかになった。本研究では、核的阻止能と電子的阻止能の比が異なるエネルギーでCイオンを非晶質SiN膜に照射し、各阻止能がスパッタリング収量にどのように影響するかを調べた。得られた結果を基に、冒頭に述べた観測結果が電子的スパッタリングと弾性的スパッタリングの相乗効果を考えることにより説明可能であることを報告する。
Ru
AlPospisil, J.; 芳賀 芳範; 立岩 尚之; 山本 悦嗣
no journal, ,
UCoAl and URuAl remain paramagnetic at temperatures at least down to 30 mK. At He temperatures, UCoAl shows a metamagnetic transition at a magnetic field of 0.6 T applied along the c-axis. Despite the paramagnetism of parent compounds a huge dome of stable ferromagnetism exists over a wide concentration range of pseudoternary UCoRuAlcompounds. For x 
0.4, there seems to exist two ferromagnetic phases depending on temperature. We have grown three single crystals of the representative composition x = 0.56, 0.70 and 0.78, respectively, and investigated the character and temperature range of stability of the two ferromagnetic phases. A scenario will be discussed considering different coherence of the two magnetically ordered phases.
とURhGeの強磁性転移に伴う臨界現象について立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨*; 山本 悦嗣; Fisk, Z.
no journal, ,
ウラン強磁性超伝導物質UGeとURhGeの強磁性転移に伴う臨界現象を磁化測定により調べた。スケーリング理論等を用いた解析からこれらウラン系強磁性超伝導物質の臨界現象は非従来型であることが明らかになった。その起源について議論する。
Al
(T:遷移金属)の物質探索と電子状態芳賀 芳範; 松本 裕司*; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; Fisk, Z.; 播磨 尚朝*; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 青木 大*
no journal, ,
UTAl(T:遷移金属)は立方晶CeCrAl型結晶構造をとる。我々はT=Cr, Ti, Mo, Wについて単結晶育成に成功し、その物性を調べた。これらの物質は全てパウリ常磁性を示し、磁気秩序は持たないことがわかった。このことは、ウランサイトが多数のAlに取り囲まれ、その結果混成が大きく、5f電子が遍歴電子となっていることを意味している。
家田 淳一
no journal, ,
近年、厚さ数原子層からなる強磁性超薄膜の特異なスピン状態に注目が集まっている。強磁性超薄膜の垂直磁気異方性(PMA)の発現とその電界制御の根本メカニズムの解明は、材料開発の指針を得るために重要である。これまでに様々な角度から理論的説明が試みられているが、特に高電界下のPMAの挙動は統一的な理解がまだ得られていない。これまでに提案されたモデルは、以下の3つに大別される。(モデル1)強磁性超薄膜界面へのドーピング効果:強磁性超薄膜界面へのドーピングによってバンドの占有率が変わるため、PMAも変化するというモデル。(モデル2)強磁性超薄膜のバンド分裂効果:高電界下では、強磁性超薄膜のバンドが分裂するために、その変化に伴いPMAも変化するというモデル。(モデル3)強磁性超薄膜界面におけるラシュバ効果:界面のラシュバ効果が強磁性体の交換分裂と競合することでPMAが発現し、ラシュバ効果の電界依存性を通じてPMAが変化するというモデル。本講演では、我々が見いだした第3のモデルについて、ラシュバスピン軌道相互作用と強磁性のストーナー模型に基づいた理論とそのポイントを紹介する。
永井 佑紀; 篠原 康*; 二村 保徳*; 太田 幸宏; 櫻井 鉄也*
no journal, ,
銅酸化物高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、原子力分野をはじめとして、さまざまな産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されているが、これらの超伝導体を利用したマイクロデバイスを設計するためには量子力学的挙動も含めて正確に取り扱うことが必要である。本研究では、上記課題に対し、スペクトル直交多項式展開とSakurai-Sugiura法を併用した並列性の極めて高い数値計算手法を開発したことを報告する。なお、上記課題の解決にあたっては、その並列計算性能を示すために、スーパーコンピュータBX900に最適化した超大規模並列計算コードを開発することに成功した。これらの結果は、超伝導体のシミュレーションのみならず、実空間第一原理計算等の巨大な系を扱える手法の一つとしても有用であり、さまざまな系に適用可能であり、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。
永井 佑紀; 太田 幸宏; 町田 昌彦
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、従来と異なった電磁応答や熱応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれる物質群が注目を集めており、その基礎物性を調べることは重要である。本発表では、トポロジカル絶縁体Bi
Se
に銅を導入して作成される超伝導体の不純物に対する耐性を調べた。上記課題の解決にあたり、トポロジカル超伝導体の不純物耐性が銅の導入量によって大きく変化することを見いだし、数値計算によってその振る舞いを確かめた。これらの結果は、超伝導体の基礎物性を明らかにするのみならず、良い物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。
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UYBの単結晶育成を行い、その基礎物性測定を行った。
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、0.10.6(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。
森 道康; 遠山 貴己; 前川 禎通
no journal, ,
銅酸化物高温超伝導体では、結晶中における酸素原子の存在形態と物 性との相関を理解することが重要である。Bi系銅酸化物では、過剰酸素や頂点酸 素の欠損などにより、エネルギーギャップが空間的に不均一となっている。数値 計算を用いて、過剰酸素や酸素欠損と超伝導との相関を議論する。