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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。
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された高分子試料の時間分解反射率に、60-100ps周期の振動が観測された。周期がプローブ光波長に正比例する等の理由から、この振動は試料表面と非熱効果により生じた膜上剥離体における反射波の干渉と結論つけた。本結果は熱耐性が非常に低い高分子においても非熱効果が重要な役割を担うことを示す。
Asのフォノン分散における磁気秩序の影響村井 直樹*; 福田 竜生; 内山 裕士*; 筒井 智嗣*; 石川 大介*; 小林 達也*; 中村 博樹; 町田 昌彦; 中島 正道*; 宮坂 茂樹*; et al.
no journal, ,
鉄系超伝導体の母物質であるSrFeAsは約200Kで磁気相転移を伴った正方晶から斜方晶への構造相転移を示す。我々は、一軸圧の印加により非双晶化されたSrFeAsに対して非弾性X線散乱実験を行い、磁気・構造転移に伴う特異なフォノン異方性の有無を調べた。本講演では観測された強いフォノン異方性の詳細について議論する。
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.
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。
森林 健悟
no journal, ,
電場による脳腫瘍の治療の臨床実験が行われたが、その治療のメカニズムとして電場が細胞中の極性分子を活発に運動させるためと考えられている。そこで、重粒子線照射で強い電場が生じることを以前のシミュレーション研究で明らかにしたが、この電場も極性分子に影響与える可能性があると考え、極性分子の運動の研究を行うことにした。最初の研究として、極性分子のうち細胞中に最も多い水分子を取り扱い、重粒子線照射で生じる水分子イオンのクーロン爆発及び水分子イオンが作りだす電場による中性分子の回転、並進運動のシミュレーションを行った。その結果、イオンの運動では、照射後100フェムト秒程度で移動をはじめ、電場は重粒子線の軌道付近では減少させるが、軌道から1nm以上離れた場所では、変化しないことがわかった。また、中性の水分子は重粒子線の軌道方向に運動すること及び軌道付近において中性の水分子の密度が増加することもわかった。すなわち、重粒子線で生じる電場は、極性分子に大きな影響を与える可能性があることを明らかにした。
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。
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。
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。