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Chiu, I.-H.
めそん, (58), p.17 - 22, 2023/09
非破壊元素分析法は、試料を破壊せずに試料中の元素を分析できるため、隕石や考古資料など貴重なサンプルの分析において有用である。非破壊元素分析の一つとして、蛍光X線分析法(XRF)がよく知られている。XRFとは、試料の数十
mの深さの元素を高精度で分析することができるが、試料内部の元素を検出できず、軽元素の定量も難しい。近年、負ミュオン粒子を利用する非破壊元素分析法が開発されている。負ミュオンを利用した元素分析では、試料数mm程度の深さを分析することも可能である。我々は、この分析法に天体観測用のテルル化カドミウム両面ストリップ型2次元イメージング検出器(CdTe-DSD)を適用することで、3次元元素イメージング分析法を開発した。本稿は、大強度陽子加速器施設(J-PARC)でのミュオン科学実験施設(MUSE)に行った3次元元素イメージング実験を紹介する。
において観測される局在電子の起源について伊藤 孝
めそん, (56), p.21 - 26, 2022/09
近年、水素原子・イオン打ち込み技術の発展に伴い、熱力学的固溶限を超えて大量の水素を固体材料の格子間隙に強制的に導入できるようになってきた。これにより、絶縁体のホストを金属化するなどの振り幅の大きい物性制御が可能になりつつある。それとともに、低濃度ドープでは認知されなかった余剰電子の奇妙な振る舞いが明かになってきた。本稿では、代表的な電子材料の1つであるSrTiOを水素照射により金属化した際に、遍歴電子とともに局在電子が存在する痕跡が観測されたという事実に注目し、この局在電子の起源について
SR実験と密度汎関数理論(DFT)計算の結果に基づいて議論する。
安部 晋一郎; 佐藤 達彦
めそん, (47), p.34 - 39, 2018/03
巨大構造物の内部イメージングや核物質検知など、二次宇宙線ミュオンラジオグラフィに関する研究が活発に行われている。ミュオンラジオグラフィに要する期間の見積もりや測定系の最適化を行う際、シミュレーションは有用な手段となる。本稿では、物質中でのミュオンの挙動を解析するプログラムとして粒子輸送計算コードPHITS及びミュオンを含む大気圏内宇宙線スペクトル予測モデルPARMAについて、各コードの概要を説明するとともに、それぞれのベンチマーク結果を示す。PHITSのベンチマークとしては、地中での環境ミュオン透過フラックスを非常に良く再現する結果が得られている。また、ミュオンと物質との相互作用反応からの粒子生成についても概ね良く再現することを示した。これにより、ミュオンラジオグラフィのシミュレーションへのPHITSの実用性を実証した。次に、PARMAについてベンチマークを行った結果、様々な地点における宇宙線フラックスを良く再現できることを示した。特に、ミュオンラジオグラフィで重要となる大角度の天頂角および高エネルギー領域のフラックスに関して、PARMAは測定値と非常に良く合致することを明らかにした。
伊藤 孝
めそん, (43), p.44 - 47, 2016/00
J-PARCミュオン実験施設におけるビームライン調整のために、ミュオンビームプロファイルモニタを新たに開発した。利便性を重視した設計により、既設のSR分光器を移動することなく試料位置周辺のビームプロファイルの取得が可能になった。これによりビームライン調整におけるビームモニタの利用機会が大きく広がり、ビームの質の改善へとつながった。本稿では、本機の設計・性能の詳細とともに、D1ビームコミッショニングにおける具体的な活用事例について紹介する。
伊藤 孝; 髭本 亘
めそん, (39), p.15 - 17, 2014/00
BaTiOは積層セラミックコンデンサの誘電材料等として我々の生活に広く役立てられている。BaTiOは本来優れた誘電体であるが、その絶縁性能は微量の欠陥や不純物の存在により著しく劣化し得る。ゆえに、結晶中における特定の欠陥・不純物の電子状態を明かにすることは、その応用において大変重要である。本研究では、最もありふれた不純物である水素に着目し、BaTiOにおける不純物水素の電子状態の解明を試みた。希薄な不純物水素の電子状態を実験的に明らかにすることは、測定対象が微量であるがゆえに大変難しい。そこで我々は、水素原子核と同じ+1価の正電荷を持つ正ミュオンを純良単結晶に打ち込み、格子間水素をシミュレートした上で、その電子状態をSR法により高感度に測定した。BaTiO純良単結晶に対するSR測定の結果、極低温でミュオニウム(正ミュオンと電子の束縛状態)の形成を示す信号が観測された。そのイオン化の様子から、伝導帯下端から数十meVのところにミュオニウムが浅い不純物準位を形成しているとことが明らかになった。格子間水素もミュオニウムと同様に浅い不純物準位を形成し、室温付近では電子を放出して絶縁劣化を引き起こすと考えられる。
伊藤 孝
めそん, (36), p.36 - 39, 2012/00
本稿では、新学術領域研究「超低速ミュオン顕微鏡」の公募研究として採択された課題「絶縁体スピンゼーベック素子におけるスピン流生成の微視的検証と界面スピン状態の解明」について紹介する。最近、磁性絶縁体YFe
O
(YIG)とPt薄膜の接合系におけるスピンゼーベック効果を利用した熱電交換素子が開発され、従来型のゼーベック熱電交換素子の欠点を補うものとして注目を集めている。しかし、Pt/YIG素子に関する実験的知見は巨視的な手法によって得られたものに限られており、動作原理の検証が十分になされているとは言いがたい。現在建設中の超低速ミュオンビームラインを用いれば、Pt/YIG素子の内部で起きていることを各層ごとに微視的な観点から調べることが可能になると期待される。本稿では、超低速ミュオンを使った実験課題として「Pt/YIG系におけるスピンゼーベック効果の検証実験」及び「Pt薄膜におけるスピンホール効果の検証実験」を提案し、実験条件や期待される成果などについて記述する。
神戸 振作
めそん, (34), p.17 - 20, 2011/00
重元素系固体物理研究グループは、NMRとmSRを用いて、おもにf電子系の電子物性研究を行っている。強相関電子系物質の特異な磁性と超伝導の研究が現在のテーマの中心である。NMRとmSRは波数,エネルギー空間で互いに相補的であるため、この両手法を駆使して低エネルギー励起を詳細に明らかにすることによる物性解明を目指している。
におけるミュオンスピン緩和伊藤 孝
めそん, (31), p.23 - 26, 2010/03
非磁性の結晶場基底をもつPrPbは低温において顕著な増強核磁性を示す。われわれはPrPbのSR測定を行い、この増強核磁性に起因すると見られる顕著なミュオンスピン緩和を観測した。この緩和から、ミュオンに対し最近接位置にあるPrイオンの状態に関する知見が得られる。詳細な解析の結果、最近接Prイオンの増強核磁性はバルクとはかけ離れた性質を示すことが明らかになった。この差異は、最近接Prサイトの結晶場にミュオンの電荷による摂動を取り入れることにより、定性的に理解することができる。
