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髭本 亘; 横山 淳*; 伊藤 孝; 鈴木 泰雅*; Raymond, S.*; 柳瀬 陽一*
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(49), p.e2209549119_1 - e2209549119_6, 2022/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Multidisciplinary Sciences)量子臨界点近傍においては様々な量子状態が出現し得る。特に非通常型の超伝導の対形成には量子臨界揺らぎが重要な役割を担っているものと考えられている。本論文ではミュオンと中性子を用いて観測したCeCo(In
Zn
)
の超伝導状態について報告している。
=0.03付近から超伝導状態において磁気秩序が発達する様子が観測され、量子相転移が起こっていることを示している。さらにその転移点において超伝導磁場侵入長の増大が見られており、これらの結果は量子臨界性と超伝導電子対形成の強い相関を示している。
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。
中村 惇平*; 川北 至信; 下村 浩一郎*; 末益 崇*
Journal of Applied Physics, 130(19), p.195701_1 - 195701_7, 2021/11
被引用回数：1 パーセンタイル：7.86(Physics, Applied)Hydrogen defects sometimes form shallow impurity levels in semiconductors, and it is an important topic for semiconductor research to investigate their details. One of the experimental methods to determine the state of hydrogen is the muon spin rotation (
SR) experiment. By observing formation of a pseudo-hydrogen atom, called muonium, it is possible to investigate the hydrogen defect levels. In a previous theoretical study, the pinning levels were calculated for various materials as a reference for hydrogen defect levels, and these levels were universally distributed near the hydrogen electrode potential. Based on the prediction, SR experiments were performed for germanium sulfide (GeS) and germanium telluride (GeTe), where the hydrogen electrode potential is located in the bandgap for GeS, but not for GeTe. As a result, the SR spectra showed that the muonium forms in GeS, while it does not in GeTe. In GeS, 58
of the muons formed muoniums. The activation energy was obtained as 
meV. The hyperfine coupling frequency was 
GHz, and the Bohr radius of muonium was 1.3 times larger than that in vacuum. These properties indicated that the identified muonium does not form a typical impurity level that affects the electrical properties.
RuO
Fittipaldi, R.*; Hartmann, R.*; Mercaldo, M. T.*; 小森 祥央*; Bj
rlig, A.*; 髭本 亘; 前野 悦輝*; Di Bernardo, A.*; 他18名*
Nature Communications (Internet), 12, p.5792_1 - 5792_9, 2021/10
被引用回数：12 パーセンタイル：64.44(Multidisciplinary Sciences)層状酸化物ペロブスカイト構造を持つSrRuOの超伝導は長年にわたり議論がなされており、その理解のために背景となる常伝導状態の振る舞いは極めて重要となる。本研究では低エネルギーミュオンを用いることで、表面における磁性の存在を見出した。この磁性は50Kよりも高い温度から見られており、他の物質の状態とも深い関連があるものと考えられる。
大熊 隆太郎*; 古府 麻衣子; 浅井 晋一郎*; Avdeev, M.*; 幸田 章宏*; 岡部 博孝*; 平石 雅俊*; 竹下 聡史*; 小嶋 健児*; 門野 良典*; et al.
Nature Communications (Internet), 12, p.4382_1 - 4382_7, 2021/07
被引用回数：6 パーセンタイル：61.42(Multidisciplinary Sciences)Dimensionality is a critical factor in determining the properties of solids and is an apparent built- in character of the crystal structure. However, it can be an emergent and tunable property in geometrically frustrated spin systems. Here, we study the spin dynamics of the tetrahedral cluster antiferromagnet, pharmacosiderite, via muon spin resonance and neutron scattering. We find that the spin correlation exhibits a two-dimensional characteristic despite the isotropic connectivity of tetrahedral clusters made of spin 5/2 Fe
ions in the three-dimensional cubic crystal, which we ascribe to two-dimensionalisation by geometrical frustration based on spin wave calculations. Moreover, we suggest that even one-dimensionalisation occurs in the decoupled layers, generating low-energy and one-dimensional excitation modes, causing large spin fluctuation in the classical spin system.
鈴木 慎太郎*; 田久保 耕*; 久我 健太郎*; 髭本 亘; 伊藤 孝; 冨田 崇弘*; 志村 恭通*; 松本 洋介*; Bareille, C.*; 和達 大樹*; et al.
Physical Review Research (Internet), 3(2), p.023140_1 - 023140_12, 2021/05
本論文では常圧において転移温度が20Kに達するYb化合物の発見について報告している。価数揺動物質
-YbAlBのAlサイトをMnに置換することで、反強磁性転移温度が極めて高くなるだけでなく、重い電子状態から近藤半導体に近い抵抗の大きな金属状態へと変わることが見出された。
studied with high-pressure SR杉山 純; 髭本 亘; Andreica, D.*; Forslund, O. K.*; Nocerino, E.*; M
nsson, M.*; Sassa, Y.*; Gupta, R.*; Khasanov, R.*; 太田 寛人*; et al.
Physical Review B, 103(10), p.104418_1 - 104418_10, 2021/03
被引用回数：8 パーセンタイル：57.35(Materials Science, Multidisciplinary)疑一次元物質BaVSeの常圧および高圧下の磁性研究をミュオンスピン緩和測定により行った。常圧では準静的な強磁性状態の出現によるミュオンスピンのゼロ磁場振動がキュリー温度以下で観測された。圧力を印可すると1.5GPaまではキュリー温度の減少が、それより高圧側では急激な上昇がみれらた。この結果および
軸方向への強磁性相関を考慮し、高圧下では
面内に2つの磁気相関があることが明らかにされた。
RhSi山内 宏樹; Sari, D. P.*; 渡邊 功雄*; 安井 幸夫*; Chang, L.-J.*; 近藤 啓悦; 伊藤 孝; 石角 元志*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; et al.
Communications Materials (Internet), 1, p.43_1 - 43_6, 2020/07
中性子とミュオンの相補利用により、720Kまでの高温での短距離磁気秩序現象をMnRhSiで発見した。
藤原 理賀*; 森田 克洋*; Mole, R.*; 満田 節生*; 遠山 貴巳*; 矢野 真一郎*; Yu, D.*; 曽田 繁利*; 桑井 智彦*; 幸田 章宏*; et al.
Nature Communications (Internet), 11, p.3429_1 - 3429_7, 2020/07
被引用回数：37 パーセンタイル：90.63(Multidisciplinary Sciences)Observation of a quantum spin liquid (QSL) state is one of the most important goals in condensed-matter physics, as well as the development of new spintronic devices that support next-generation industries. The QSL in two-dimensional quantum spin systems is expected to be due to geometrical magnetic frustration, and thus a kagome-based lattice is the most probable playground for QSL. Here, we report the first experimental results of the QSL state on a square-kagome quantum antiferromagnet, KCu
AlBiO(SO)Cl. Comprehensive experimental studies via magnetic susceptibility, magnetisation, heat capacity, muon spin relaxation, and inelastic neutron scattering measurements reveal the formation of a gapless QSL at very low temperatures close to the ground state. The QSL behavior cannot be explained fully by a frustrated Heisenberg model with nearest-neighbor exchange interactions, providing a theoretical challenge to unveil the nature of the QSL state.
Pant, A. D.*; 髭本 亘; 三宅 康博; 他8名*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 929, p.129 - 133, 2019/06
被引用回数：5 パーセンタイル：48.99(Instruments & Instrumentation)J-PARCにおいて超低速ミュオン顕微鏡の開発を行っている。モンテカルロシミュレーションを行った結果、これまでに試料位置での漏れ磁場の影響があることが示されていた。この影響を最小化するために、四重極電場のバランスを崩したチューニングを行った。これによるビーム輸送に関して、実験エリアU1Aにおけるビームサイズ、時間およびエネルギー分解能等に関しての特性調査と最適化を報告した。
, and COS吉田 剛*; 二宮 和彦*; 稲垣 誠*; 髭本 亘; Strasser, P.*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*; 三宅 康博*; 三浦 太一*; 久保 謙哉*; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 320, p.283 - 289, 2019/05
被引用回数：4 パーセンタイル：41.24(Chemistry, Analytical)分子へのミュオン捕獲過程における価電子の役割をカスケード計算を補助的に用いることで求めた。低運動量ミュオン大気圧の期待標的に打ち込み、ライマンおよびバルマー系列のミュオンX線を測定することにより初期状態を求めた。この結果から、大きな軌道角運動量を持つ軌道への捕獲に際しては炭素中の孤立した対電子が大きな役割を果たしていることを提案した。
杉山 純*; 梅垣 いづみ*; 野崎 洋*; 髭本 亘; 濱田 幸司*; 竹下 聡史*; 幸田 章宏*; 下村 浩一郎*; 二宮 和彦*; 久保 謙哉*
Physical Review Letters, 121(8), p.087202_1 - 087202_5, 2018/08
被引用回数：18 パーセンタイル：74.47(Physics, Multidisciplinary)Using an intense negative muon source, we have studied the internal magnetic fields in a powder sample of magnesium hydride. By extracting the signal from the negative muon captured on Mg nuclei, we found that the negative muon spin rotation and relaxation spectra clearly showed a Kubo-Toyabe type relaxation, which indicates a random magnetic field at the Mg site. The field distribution width obtained is very consistent with the predicted value at the Mg site estimated by dipole field calculations, supporting our claim to have observed the nuclear magnetic fields of hydrogens in magnesium hydride.
CuMoO
studied by muon spin relaxation河村 聖子; 富安 啓輔*; 幸田 章宏*; Sari, D. P.*; Asih, R.*; Yoon, S.*; 渡邊 功雄*; 中島 健次
JPS Conference Proceedings (Internet), 21, p.011007_1 - 011007_5, 2018/03
RbCuMoOは、スピンフラストレートしたS=1/2ジグザグ鎖をもつ量子スピン系である。この系の磁気基底状態は、非整合なスピン1重項であることが、理論研究から予想されている。また最近では、磁場中でこの系が強誘電性を示すことも報告されている。我々は、この系の磁気的性質を調べるため、ミュオンスピン緩和法を用いた実験を行った。測定した温度領域0.06K
250Kにわたり、核双極子場による遅いミュオンスピン緩和が観測された。この結果は、この系の基底状態が非磁性であることを明確に示している。さらに、内部磁場の分布が、10K以下でわずかに増加していることがわかった。この温度変化は、磁場中の電気分極の振る舞いに似ていることから、局所的な磁気状態の変化あるいは分極が、零磁場中でも生じている可能性を示唆している。
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; 髭本 亘
KURRI-KR-202, p.42 - 45, 2015/03
J-PARC物質・生命科学実験施設における超低速ミュオンビームラインの開発状況について報告し、当該ビームラインの完成により初めて実現する実験について議論する。特に近年発展が著しいスピントロニクス分野への超低速ミュオンの応用として、非磁性金属薄膜における電流誘起スピン蓄積の深さ依存性を明らかにする実験を提案し、これについて詳しく議論する。
神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 木下 秀孝; 鳥井 義勝; 日野 竜太郎; 池田 裕二郎
Proceedings of ICANS-XVI, Volume 1, p.125 - 133, 2003/07
物質・生命科学実験施設は、中性子実験施設とミュオン実験施設及びこれらの施設に1MW(3GeV, 0.333mA)のパルス状(25Hz)陽子ビームを輸送する陽子ビームラインから成る。施設の中心となる実験ホールは、陽子ビームラインを挟んで両側にそれぞれ設け、設置する分光器を想定したうえで23本の中性子ビームラインを配置した。さらに、実験ホール外側には実験施設の将来の拡張に備え必要な敷地を確保した。ユーザーが使用できる区画と施設の運転・保守に必要な区画を区分するために、ユーザールーム,実験準備室等は陽子ビームライン下流側に設けたユーティリティ施設の2階部分に設けた。放射線管理区域への入退域は2階に設けた入退域エリア(汚染検査室)において集中的に管理する設計とした。ユーザー施設以外には、施設の運転に必要な水銀ターゲットシステム遠隔保守・交換用大型ホットセル,放射化機器保管設備,水銀ターゲットシステム冷却設備など主要な設備を施設内に配置した。本報告では、これら設計の現状について述べる。
大強度陽子加速器プロジェクトチーム
JAERI-Tech 2003-044, 788 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-044.pdf:47.31MB
大強度陽子加速器施設(J-PARC)計画の加速器技術設計の詳細を報告書として取りまとめたものである。本加速器は、400-MeV常伝導リニアック(600-MeV超伝導リニアック),3-GeVの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS),50-GeV主シンクロトロン(MR)からなる。400 MeVのビームはRCSに入射され、3GeVまでRCSで加速され、1MWのビーム出力となる。RCSは核破砕パルス中性子源及びミュオン源を擁する物質生命科学実験施設にビームを供給する。一部はMRへ入射され、原子核素粒子実験施設またはニュートリノ生成標的に0.75MWの出力ビームを供給する。一方、超伝導リニアックで600 MeVまで加速されたビームは、核廃棄物変換実験施設で使用される。このように、本施設は世界的にもユニークな多目的加速器施設であり、多くの新しい発明,研究開発をもとに建設されるものである。
加藤 岑生; 伊藤 剛士*; 須貝 宏行; 河村 繕範; 林 巧; 西 正孝; 棚瀬 正和; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*
Fusion Science and Technology, 41(3), p.859 - 862, 2002/05
原研では核融合研究の推進のために、小型トリチウムリサイクルシステムの開発を進めている。従来、原研が開発し、55.5TBq(1500Ci)の純粋なトリチウムガスを濃縮してきたガスクロマトシステムでは、分離後のキャリヤーガス中のトリチウムをモレキュラーシーブスカラムに捕集し、次いでキャリヤーガスの流れを切り替え、循環させてウランゲッターに捕集している。本システムでは、分離後のキャリヤーガス中のトリチウムのみをプロトン導電体により透過させ、直接ウランゲターに捕集するなどの改良を行い、自動化することを考えている。各種の実験で使用したトリチウム混合ガスから実験現場でトリチウムを回収し、再利用できれば、核融合研究をより効率的に進めることができる。また、小型トリチウムリサイクルシステムは、英国のRIKEN-RAKLミュオン触媒核融合研究を進めるでも非常に有用である。
坂元 眞一; 明午 伸一郎; 今野 力; 原田 正英; 三宅 康博*; 春日井 好己; 武藤 豪*; 藤森 寛*; 小野 武博; 池田 裕二郎
JAERI-Tech 2001-075, 168 Pages, 2001/12
JAERI-Tech-2001-075.pdf:12.78MB
大強度陽子加速器計画の中で重要な施設である物質・生命科学実験施設に共存するミュオンターゲットと核破砕中性子源の設計では、いかに上流に置かれるミュオン標的で生ずるビームロスによる影響を低減できるかが課題である。本レポートは、1年間かけて検討してきた技術課題の定量評価とその対応の仕方について得られた結果をまとめたものである。
加藤 岑生; 黒沢 清行; 須貝 宏行; 棚瀬 正和; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*
KEK Proceedings 99-11, p.113 - 127, 1999/00
英国のラザフォード・アップルトン研究所(RAL)のRIKEN-RAL施設においてミュオン触媒核融合実験(理化学研究所と原研の共同研究)に協力している。その実験に使用する高純度トリチウムガスを原研が供給した。トリチウムガスは、原研の材料試験炉(JMTR)で中性子照射した
LiAl合金ターゲットを加熱抽出して得た。ミュオン触媒核融合実験用として、水素を除く必要性から、このトリチウムガスをクロマトグラフ法で分離精製して高純度トリチウムガスにした。また、日本から英国への高純度トリチウムガスを輸送するA型輸送容器及び実験に使用した後のトリチウムガス回収用Zr-Coゲッター容器を含む日本への輸送のためのA型輸送容器それぞれ1基を製作した。この報告では、トリチウムの製造、分離精製、Zr-Coゲッター容器を含むA型輸送要素の製作について報告する。
