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論文

Magnetoelastic coupling for Fe-Ga thin films epitaxially grown on different substrates

Ding, H.*; 伊藤 啓太*; 遠藤 恭*; 高梨 弘毅; 関 剛斎*

Journal of Physics D; Applied Physics, 57(38), p.385002_1 - 385002_10, 2024/09

https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad58f0
 被引用回数：2 パーセンタイル：57.35(Physics, Applied)

This paper reports the systematic study on the structure, magnetic properties and magnetoelastic properties for the Fe$$_{100-x}$$Ga$$_{x}$$ (001) thin films epitaxially grown on the different substrates of GaAs(001) and MgO(001) using the sputtering technique. The alloy composition dependence of effective magnetoelastic coupling coefficient B$$_{eff}$$ along the FeGa [110] direction indicated that the largest magnetoelastic coupling was obtained for the Fe-Ga layer with x = 30 grown on the MgO substrate. Considering the results of structural analysis and magnetization measurement, the different crystallite sizes depending on the kind of substrate may give rise to the different magnetoelastic coupling strengths between the Fe-Ga layers on the MgO and the GaAs. The magnetostriction along the FeGa [111] direction was also estimated with the assumption of plausible elastic property of Fe-Ga, and showed the values comparable to the reported value of bulk Fe-Ga. This means the large magnetostriction can be obtained even for the Fe-Ga thin films epitaxially grown not only on the GaAs(001) but also on the MgO(001). The findings in this work will give a guideline for designing spintronic applications with a Fe-Ga layer exhibiting a large magnetoelastic coupling.

論文

Acoustic ferromagnetic resonance and spin pumping induced by surface acoustic waves

Puebla, J.*; Xu, M.*; Rana, B.*; 山本 慧; 前川 禎通*; 大谷 義近*

Journal of Physics D; Applied Physics, 53(26), p.264002_1 - 264002_7, 2020/06

https://doi.org/10.1088/1361-6463/ab7efe
 被引用回数：44 パーセンタイル：88.74(Physics, Applied)

Voltage induced magnetization dynamics of magnetic thin films is a valuable tool to study anisotropic fields, exchange couplings, magnetization damping and spin pumping mechanism. A particularly well established technique is the ferromagnetic resonance (FMR) generated by the coupling of microwave photons and magneti- zation eigenmodes in the GHz range. Here we review the basic concepts of the so-called acoustic ferromagnetic resonance technique (a-FMR) induced by the coupling of surface acoustic waves (SAW) and magnetization of thin films. Interestingly, additional to the benefits of the microwave excited FMR technique, the coupling be- tween SAW and magnetization also offers fertile ground to study magnon-phonon and spin rotation couplings. We describe the in-plane magnetic field angle dependence of the a-FMR by measuring the absorption / trans- mission of SAW and the attenuation of SAW in the presence of rotational motion of the lattice, and show the consequent generation of spin current by acoustic spin pumping.

論文

Three dimensional polarimetric neutron tomography; Beyond the phase-wrapping limit

Sales, M.*; 篠原 武尚; S${o}$rensen, M. K.*; Knudsen, E. B.*; Tremsin, A.*; Strobl, M.*; Schmidt, S.*

Journal of Physics D; Applied Physics, 52(20), p.205001_1 - 205001_6, 2019/05

https://doi.org/10.1088/1361-6463/ab0aba
 被引用回数：10 パーセンタイル：42.34(Physics, Applied)

Three dimensional polarimetric neutron tomography is an emerging method for nondestructive investigation of magnetic field strength and direction distribution in three dimensions. It utilises the Larmor precession of the neutron spin in the presence of an external magnetic field and has so far been restricted to the measurement of magnetic fields weak enough to keep the neutron precession below the phase-wrapping limit at 180 degree. Through the use of polychromatic time-of-flight information in combination with an iterative forward model reconstruction algorithm we have gone beyond this limit, thereby vastly broadening the potential of the technique. We present the reconstructed magnetic field of a measured current carrying solenoid as a proof-of-principle for this novel method, as well as successfully applying the method to a simulated data set of a sample consisting of multiple magnetic domains.

論文

Polarization measurements in neutron imaging

Strobl, M.*; Heimonen, H.*; Schmidt, S.*; Sales, M.*; Kardjilov, N.*; Hilger, A.*; Manke, I.*; 篠原 武尚; Valsecchi, J.*

Journal of Physics D; Applied Physics, 52(12), p.123001_1 - 123001_14, 2019/03

https://doi.org/10.1088/1361-6463/aafa5e
 被引用回数：25 パーセンタイル：25.60(Physics, Applied)

While neutron imaging is a well established technique for investigations of inner structures and processes in materials, complex systems, and devices, the utilization of polarized neutron beams to visualize magnetic phenomena has been introduced only about a decade ago. In contrast to neutron scattering studies, where the interaction of the neutron's magnetic moment with magnetic states of matter has been exploited for a long time, the direct visualization of magnetic fields in neutron imaging is a relatively new field and is still developing. Here, we give an overview of the status and provide approaches to visualizing magnetic fields with polarized neutrons, together with a report on the latest developments in attempting to record neutron tomographies for 3D reconstructions of magnetic vector fields.

論文

Total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) for structure determination of the topmost and immediate sub-surface atomic layers

深谷 有喜; 河裾 厚男*; 一宮 彪彦*; 兵頭 俊夫*

Journal of Physics D; Applied Physics, 52(1), p.013002_1 - 013002_19, 2019/01

https://doi.org/10.1088/1361-6463/aadf14
 被引用回数：19 パーセンタイル：20.05(Physics, Applied)

最近、物質の表面構造を調べることを目的に、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法を開発した。TRHEPD法は反射高速電子回折(RHEED)の陽電子版である。入射する視射角に依存して、陽電子は物質表面で全反射もしくは、表面下数層に徐々に侵入する特徴がある。したがって、深いバルクからの影響なしに、最表面およびその直下の構造についての情報を得ることができる。本レビュー論文では、TRHEPDの特徴と固体表面および2次元物質の構造決定に適用した例について報告する。

論文

Spin caloric effects in antiferromagnets assisted by an external spin current

Gomonay, O.*; 山本 慧; Sinova, J.*

Journal of Physics D; Applied Physics, 51(26), p.264004_1 - 264004_9, 2018/07

https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac56b
 被引用回数：9 パーセンタイル：37.22(Physics, Applied)

反強磁性体における新奇スピン熱現象開拓のため、本稿では印可されたスピン流の存在下における熱励起されたマグノンの性質を調べる。まずスピン蓄積による熱流の生成、すなわちスピンペルチエ効果が立方晶、あるいは一軸結晶の対称性を持つ反強磁性体で生じることを予言する。この効果はマグノン緩和時間がスピン流によってマグノンのスピン分極方向に対する依存性を獲得することに由来する。このペルチエ効果は反強磁性磁壁の運動を駆動し、その駆動力は物質の温度が上昇するにつれて大きくなる。またスピン流がマグノンスピンゼーベック効果を誘起することも示す。

論文

Mn$$_{2}$$VAl Heusler alloy thin films; Appearance of antiferromagnetism and exchange bias in a layered structure with Fe

土屋 朋生*; 小林 亮太*; 窪田 崇秀*; 斉藤 耕太郎*; 小野 寛太*; 大原 高志; 中尾 朗子*; 高梨 弘毅*

Journal of Physics D; Applied Physics, 51(6), p.065001_1 - 065001_7, 2018/02

https://doi.org/10.1088/1361-6463/aaa41a
 被引用回数：10 パーセンタイル：40.52(Physics, Applied)

Mn$$_{2}$$VAl Heusler alloy films were epitaxially grown on MgO(100) single-crystal substrates by ultra-high-vacuum magnetron sputtering. A2- and L21-type Mn$$_{2}$$VAl order was controlled by the deposition temperature. A2-type Mn$$_{2}$$VAl films showed no spontaneous magnetization, while L21-type Mn$$_{2}$$VAl films showed ferrimagnetic behaviour with a maximum saturation magnetization of 220 emu/cm$$^{3}$$ at room temperature (RT). An antiferromagnetic reflection was observed with neutron diffraction at RT for an A2-type Mn$$_{2}$$VAl film deposited at 400$$^{circ}$$C. A bilayer sample of the antiferromagnetic A2-type Mn$$_{2}$$VAl and Fe showed an exchange bias of 120 Oe at 10 K.

論文

Laser micro-processing as a tool for constructing insulator-based magnonic crystal

大門 俊介*; 井口 亮*; 内田 健一*; 齊藤 英治

Journal of Physics D; Applied Physics, 48(16), p.164014_1 - 164014_4, 2015/04

https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/16/164014
 被引用回数：9 パーセンタイル：35.42(Physics, Applied)

Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$ (YIG) films with a periodic-antidot-array structure fabricated by laser microprocessing is shown to exhibit clear characteristics of two-dimensional (2D) magnonic crystals. The experimental results demonstrate that the spin-wave-resonance spectra in the YIG films are modulated by the periodic antidot structure. The frequency and lattice constant dependences of the spectra are well reproduced by a numerical calculation based on magnonic band structures of the 2D magnonic crystals. Since the laser micro-processing is compatible with various thin-film fabrication methods, it can be a powerful tool for constructing magnonic crystals.

論文

Influence of interface condition on spin-Seebeck effects

Qiu, Z.*; Hou, D.*; 内田 健一*; 齊藤 英治

Journal of Physics D; Applied Physics, 48(16), p.164013_1 - 164013_5, 2015/04

https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/16/164013
 被引用回数：43 パーセンタイル：81.44(Physics, Applied)

The longitudinal spin-Seebeck effect (LSSE) has been investigated for Pt/yttrium iron garnet (YIG) bilayer systems. The magnitude of the voltage induced by the LSSE is found to be sensitive to the Pt/YIG interface condition. We observed large LSSE voltage in a Pt/YIG system with a better crystalline interface, while the voltage decays steeply when an amorphous layer is introduced at the interface artificially.

論文

Sign of inverse spin Hall voltages generated by ferromagnetic resonance and temperature gradients in yttrium iron garnet platinum bilayers

Schreier, M.*; Bauer, G. E. W.*; Vasyuchka, V.*; Flipse, J.*; 内田 健一*; Lotze, J.*; Lauer, V.*; Chumak, A.*; Serga, A.*; 大門 俊介*; et al.

Journal of Physics D; Applied Physics, 48(2), p.025001_1 - 025001_5, 2015/01

https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/2/025001
 被引用回数：54 パーセンタイル：85.86(Physics, Applied)

We carried out a concerted effort to determine the absolute sign of the inverse spin Hall effect voltage generated by spin currents injected into a normal metal. We focus on yttrium iron garnet (YIG)|platinum bilayers at room temperature, generating spin currents by microwaves and temperature gradients. We find consistent results for different samples and measurement setups that agree with theory. We suggest a right-hand-rule to define a positive spin Hall angle corresponding to the voltage expected for the simple case of scattering of free electrons from repulsive Coulomb charges.

論文

Capacitance transient study of a bistable deep level in e$$^{-}$$-Irradiated n-type 4H-SiC

Beyer, F. C.*; Hemmingsson, C. G.*; Pedersen, H.*; Henry, A.*; 磯谷 順一*; 森下 憲雄*; 大島 武; Janz$'e$n, E.*

Journal of Physics D; Applied Physics, 45(45), p.455301_1 - 455301_7, 2012/11

https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/45/455301
 被引用回数：22 パーセンタイル：62.34(Physics, Applied)

A bistable center, named FB center, in electron irradiated 4H-SiC was observed using capacitance transient techniques. In configuration called "$$A$$", the deep level known as EH5 ($$E$$$$_{a}$$ = $$E$$$$_{C}$$ - 1.07 eV) is detected in the deep level transient spectroscopy spectrum, whereas for configuration called "$$B$$", no obvious deep level is observed in the accessible part of the band gap. Isochronal annealing revealed that the transition temperatures to be from $$A$$ to $$B$$ is more than 730K, and for the opposite process from $$B$$ to $$A$$ is about 710 K. The energy needed to conduct the transformations were determined to be $$E$$$$_{A}$$($$A$$ to $$B$$) = (2.1 $$pm$$ 0.1) eV and $$E$$$$_{A}$$($$B$$ to $$A$$) = (2.3 $$pm$$ 0.1) eV, respectively. Since the bistable FB centre is already present after low-energy electron irradiation (200 keV), it is likely related to carbon.

論文

Single-shot observation of growing streamers using an ultrafast camera

高橋 栄一*; 加藤 進*; 古谷 博秀*; 佐々木 明; 岸本 泰明*; 高田 健司*; 松村 哲*; 佐々木 裕康*

Journal of Physics D; Applied Physics, 44(30), p.302001_1 - 302001_4, 2011/08

https://doi.org/10.1088/0022-3727/44/30/302001
 被引用回数：7 パーセンタイル：30.02(Physics, Applied)

毎秒$$10^8$$フレームで撮像できる超高速度カメラにより、アルゴン中の正極性ストリーマの進展の観測を行った。このカメラを用いると、ショットごとの再現性によらずストリーマの時間発展の観測が行える。ストリーマの分枝の成長や、リターンストロークへの転化の観測を行った結果を報告する。

論文

Controlling branching in streamer discharge by laser background ionization

高橋 栄一*; 加藤 進*; 佐々木 明; 岸本 泰明*; 古谷 博秀*

Journal of Physics D; Applied Physics, 44(7), p.075204_1 - 075204_6, 2011/02

https://doi.org/10.1088/0022-3727/44/7/075204
 被引用回数：21 パーセンタイル：62.69(Physics, Applied)

KrFレーザー照射によってアルゴンガス中のストリーマの分枝を制御する実験を行った。レーザー照射によってストリーマ前面の背景の電離状態が変わる様子を、電離電流を測定することによって解析した。鳥の羽根状のストリーマの構造の生成機構について検討したところ、レーザー照射領域において、背景ガスの電離密度が5$$times$$10$$^{5}$$/cm$$^{3}$$以上になるとストリーマの分枝が抑制されることがわかった。ストリーマの分枝の機構を、Loeb-Meekのモデルによる、個々の電子なだれの合流の考えに基づいて検討した。

論文

Simulation and experiments of the laser induced breakdown of air for femtosecond to nanosecond order pulses

Koga, J. K.; 森林 健悟; 福田 祐仁; Bulanov, S. V.; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 大道 博行; 山極 満; 木村 豊秋*; 藤川 武敏*; et al.

Journal of Physics D; Applied Physics, 43(2), p.025204_1 - 025204_15, 2010/01

https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/2/025204
 被引用回数：19 パーセンタイル：58.65(Physics, Applied)

Three dimensional simulations and experimental results for the laser induced breakdown of air are presented. The simulations include the laser propagation, multi-photon and impact ionization, and heating of the electrons using accurate atomic and molecular data. For laser pulses of duration from 100 femto-seconds to 1 nano-second mechanisms for the breakdown of air based on the pulse duration and intensity ranging from optical field ionization to electron impact ionization are found. The laser energies at which the breakdown occurs are found to be in good agreement with experimental results.

論文

Oxidation of xylene and its irradiation byproducts using an electron-beam irradiating a $$gamma$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ bed

箱田 照幸; 松本 加奈江*; 水野 彰*; 広田 耕一

Journal of Physics D; Applied Physics, 41(15), p.155202_1 - 155202_7, 2008/08

https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/15/155202
 被引用回数：3 パーセンタイル：13.97(Physics, Applied)

換気ガス中に含まれる塗料溶剤の電子ビーム(EB)分解促進効果を目的として、触媒の基材として用いられる$$gamma$$-アルミナ(Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)との併用による空気中キシレンやその照射副生成物の酸化分解について調べた。その結果、アルミナ表面に電子が直接入射する照射空間にアルミナ層を設置した場合に、キシレンや副生成物などがアルミナ表面上で分解し高濃度のCO$$_{2}$$が得られることがわかった。このCO$$_{2}$$は、照射によりアルミナ上に生成した酸化力の大きな正孔により有機物が分解することにより生成することが推察された。

論文

Existence and origin of compensation layer thickness in Tb$$_{20}$$Co$$_{80}$$/Pd multilayered films

田中 真人*; 朝日 透*; 安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 佐山 淳一*; 逢坂 哲彌*

Journal of Physics D; Applied Physics, 41(5), p.055003_1 - 055003_4, 2008/03

https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/5/055003
 被引用回数：5 パーセンタイル：22.08(Physics, Applied)

本研究は垂直磁気記録材料の候補の一つであるTbCo/Pd多層膜の示す複雑な垂直磁気異方性の起源を軟X線吸収スペクトル(XAS),磁気円二色性(MCD)の層厚変化を測定した。その結果、補償層厚前後でCoからTbへ優勢モーメントが反転すること、補償層厚においてもMCDは観測され、CoとTbでほぼ同じ強度で向きが反対の磁気モーメントを持つためにマクロでは磁性を有しないように見えること、層厚によってはESMHループとマクロな磁化曲線の形状が異なることなどが明らかになった。

論文

Study on N$$_{2}$$-added and B-doped effect in Co/Pd multilayered films using soft X-ray absorption and magnetic circular dichroism

安居院 あかね; 朝日 透*; 佐山 淳一*; 川治 純*; 水牧 仁一朗*; 田中 真人*; 逢坂 哲彌*

Journal of Physics D; Applied Physics, 39(14), p.2881 - 2885, 2006/07

https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/14/001
 被引用回数：1 パーセンタイル：4.29(Physics, Applied)

超高密度磁気記録を実現するためには強磁性結晶粒子の微細構造を制御して、強い磁気異方性を保持しながら磁気クラスターの微細化を達成しなければならない。超高密度磁気記録を実現できる磁気記録媒体の有望な候補としてCo層とPd層を交互に積層させた多層垂直磁化膜が注目されている。本研究では、Nをドープした[Co/Pd]n及び[CoB/Pd]n多層膜の軟X線磁気円二色性吸収(MCD)を測定し多層膜の磁気モーメントに関する知見を得ることを試みたので報告する。

論文

A Model for striation formation in ac PDP discharges

村岡 克紀*; 安積 正史; 鈴木 敬三*; 山形 幸彦*; 矢木 雅敏*

Journal of Physics D; Applied Physics, 39(10), p.2135 - 2139, 2006/05

https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/10/025
 被引用回数：6 パーセンタイル：23.98(Physics, Applied)

プラズマ・ディスプレイ・パネル放電での縞状発光現象をモンテカルロ法によるシミュレーションにより再現し、その物理機構を解明した。シミュレーション結果は電子密度分布とエネルギー分布の逆位相性など実験結果とのよい一致を示している。提案された物理機構のモデルは、縞状発光のピッチからマイクロ放電中での電場を評価できることを示している。

論文

Decomposition of gas-phase diphenylether at 473 K by electron beam generated plasma

Kim, H.*; 箱田 照幸; 小嶋 拓治

Journal of Physics D; Applied Physics, 36(5), p.473 - 481, 2003/03

https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/5/309
 被引用回数：6 パーセンタイル：27.75(Physics, Applied)

電子ビーム照射によるごみ燃焼排ガス中のダイオキシンの分解機構を明らかにする研究の一環として、ダイオキシンのモデル物質としてビフェニルエーテル(DPE)を数ppmv含む473Kの高温ガスに電子ビーム照射を行い、線量に対するDPEの分解率や分解生成物の濃度変化から、その分解機構を調べた。その結果、DPEの分解初期には、含水ガス中であってもOHラジカルは関与せず、主にO原子が寄与することがわかった。また分解したDPEは、90%の収率でハイドロキノン,二酸化炭素及び一酸化炭素となることがわかった。

論文

Morphology evolution of thin Ni film on MgO(100) substrate

Lin, C.; Xu, Y. H.; 楢本 洋; Wei, P.; 北澤 真一; 鳴海 一雅

Journal of Physics D; Applied Physics, 35(15), p.1864 - 1866, 2002/08

https://doi.org/10.1088/0022-3727/35/15/308
 被引用回数：11 パーセンタイル：42.90(Physics, Applied)

Ni薄膜を薄膜厚さをパラメータとして400度でMgO(100)上に形成し、原子間力顕微鏡により形態形成過程を評価した。その結果、約1nm厚まではNiは島状構造になること、及び2.5nmから7.5nmあたりまで、同一径のピンホールが規則的に配列することを見いだした。このような構造の発展の原因は弾性的な歪エネルギーであり、10nmのピンホール構造はとらなかった。

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