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橋本 俊輔*; 山口 聡*; 原田 雅史*; 中島 健次; 菊地 龍弥*; 大石 一城*
Journal of Colloid and Interface Science, 638, p.475 - 486, 2023/05
被引用回数：2 パーセンタイル：66.51(Chemistry, Physical)最近、粒子分率から計算される理論的に予測された値と比較して、ベース液体と分散された固体ナノ粒子で構成されるナノ流体の熱伝導率の異常な改善が報告されている。一般に、気体と液体の熱伝導率の値は、並進運動中の分子の平均自由行程によって支配される。ここでは、ナノ粒子の周りの液体分子の振動挙動がこれらの熱伝導率の増加に寄与している可能性を示す確かな証拠を提示する。
H
O藤原 理賀; 萩原 雅人; 森田 克洋*; 村井 直樹; 幸田 章宏*; 岡部 博孝*; 満田 節生*
Physical Review B, 107(5), p.054435_1 - 054435_8, 2023/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)
= 1/2ハイゼンベルグ直線鎖反強磁性体は、最も単純なスピンモデルであるが、様々な量子多体現象のプラットフォームを提供する。この論文では、準一次元反強磁性体KCuPOHOの磁性を報告した。
= 11.7(1) Kにおいて、格子整合な長距離反強磁性秩序が形成され、その磁気モーメントの大きさは0.31(1) 
である事がわかった。また鎖内相互作用
と鎖間相互作用
の大きさはそれぞれ172Kと4.25(4) Kと見積もられ、/の比は0.0247(3)である。中性子非弾性散乱実験により、より高温では、一次元ハイゼンベルグ量子スピン鎖の特徴である連続体励起スペクトルが観測され、より低温では、分散励起にスピンギャップが観測された。これらの結果は、弱く結合した = 1/2ハイゼンベルグスピン鎖系で観測される性質と一致する。
Al
and Nd
Pd
Ge
目時 直人; 柴田 薫; 松浦 直人*; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 山内 宏樹; 萩原 雅人; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*
Journal of the Physical Society of Japan, 91(5), p.054710_1 - 054710_6, 2022/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)NdPdAlにおけるNdの超微細相互作用分裂を高分解能の中性子非弾性散乱によって研究した。Nd核の核スピン(
=7/2)と、
の軌道が主成分の
基底状態を示す4
電子との間の超微細相互作用によって、磁気秩序相において生じた超微細相互作用分裂に起因する中性子非弾性散乱ピークを、
= 
3
eVのエネルギーに観察した。低温では、Nd核スピンの低エネルギー状態の占拠確率が増加することによりNd核スピンが偏極し、反強磁性散乱ピーク強度に寄与するが、その際、中性子の非スピン反転過程の寄与が最も大きい。この現象の応用として反強磁性散乱ピーク強度の温度変化から、NdPdGeのNd磁気モーメント及び超微細相互作用分裂の大きさを見積もることに成功した。
Yang, J.*; Ren, W.*; Zhao, X.*; 菊地 龍弥*; Miao, P.*; 中島 健次; Li, B.*; Zhang, Z.*
Journal of Materials Science & Technology, 99, p.55 - 60, 2022/02
被引用回数：5 パーセンタイル：41.35(Materials Science, Multidisciplinary)物性測定と中性子散乱を組み合わせることにより、面心立方高エントロピー合金CrMnFeCoNiの磁気および熱輸送特性を調べた。DCおよびAC帯磁率は、温度領域全体で反強磁性および強磁性相互作用が共存する常磁性挙動を示し、それぞれ、常磁性から反強磁性への遷移、反強磁性から強磁性への遷移、およびスピン凍結に対応して、約80, 50、および20Kで3つの異常が見られる。電気伝導率と熱伝導率はNiに比べて大幅に低下しており、格子熱伝導率の温度依存性はガラスのようなプラトーを示す。非弾性中性子散乱測定は弱い非調和性を示唆し、熱輸送は欠陥散乱によって支配されると思われる。
小島 誠治*; Novikov, V. N.*; 古府 麻衣子; 山室 修*
Physica Status Solidi (B), 257(11), p.200073_1 - 200073_6, 2020/11
被引用回数：3 パーセンタイル：19.68(Physics, Condensed Matter)The network structure of borate glass is remarkably modified by the addition of alkali metals. The alkali metal dependences of the first sharp diffraction peak (FSDP) and the boson peak (BP) are investigated in alkali borate glasses by elastic and inelastic neutron scattering experiments. With an increase in ionic radius of alkali ions, both the width 
of FSDP and the BP energy decrease. The comparison of the characteristic length of medium-range order (MRO) predicted by the FSDP and the position of the BP allows us to find the mean-square fluctuations of the transverse sound velocity within series of alkali borate glasses. It is shown that the fragility of the respective alkali borate melts inversely correlates with the mean-square fluctuations of the transverse sound velocity in glassy state.
Alと関連物質の電子状態; 価数の変化に伴う重い電子系超伝導目時 直人
固体物理, 55(7), p.285 - 296, 2020/07
物質の電子状態を解明することは、「固体物理」の主要な研究テーマである。それは多極子や超伝導などの微視的な理解に欠かせない。希土類(4)やアクチノイド(5)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPdAlと関連物質の電子状態について述べる。
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, KCuAlBiO
(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.
OAllenspach, S.*; Biffin, A.*; Stuhr, U.*; Tucker, G. S.*; 河村 聖子; 古府 麻衣子; Voneshen, D. J.*; Boehm, M.*; Normand, B.*; Laflorencie, N.*; et al.
Physical Review Letters, 124(17), p.177205_1 - 177205_7, 2020/05
被引用回数：10 パーセンタイル：65.11(Physics, Multidisciplinary)The dimerized quantum magnet BaCuSiO was proposed as an example of "dimensional reduction" arising near the magnetic-field-induced quantum critical point (QCP) due to perfect geometrical frustration of its interbilayer interactions. We demonstrate by high-resolution neutron spectroscopy experiments that the effective intrabilayer interactions are ferromagnetic, thereby excluding frustration. We explain the apparent dimensional reduction by establishing the presence of three magnetically inequivalent bilayers, with ratios 
, whose differing interaction parameters create an extra field-temperature scaling regime near the QCP with a nontrivial but nonuniversal exponent. We demonstrate by detailed quantum Monte Carlo simulations that the magnetic interaction parameters we deduce can account for all the measured properties of BaCuSiO, opening the way to a quantitative understanding of nonuniversal scaling in any modulated layered system.
小島 誠治*; Novikov, V. N.*; 古府 麻衣子; 山室 修*
Journal of Non-Crystalline Solids, 518, p.18 - 23, 2019/08
被引用回数：6 パーセンタイル：29.81(Materials Science, Ceramics)This paper reports the variation in the first sharp diffraction peak (FSDP) and the boson peak (BP) of lithium and cesium borate glasses xMO-(1-x)BO
(M = Li, Cs, x = 0.08, 0.14, 0.22) investigated by elastic and inelastic neutron scattering. The different content dependences between lithium and cesium borate glasses are discussed based on the different modifications of the boron-oxide network structure by the small Li and large Cs ions. The static characteristic correlation lengths R
were determined from the width of the FSDP of the static structure factor 
. The dynamic characteristic correlation lengths R
were determined from the BP energy of the dynamic structure factor 
. They are close in absolute value (about 2 nm). With increasing x, R increases, while R gradually decreases with the different rate in the lithium and cesium glasses. However, their ratio, R/R increases with the content of the metal in both the lithium and cesium glasses at the same rate. The decrease in the amplitude of elastic fluctuations with the increasing x due to the increase in fragility with the increasing x might restore the correlation between R and R in the lithium borate glasses, and this tendency may be the same for the cesium borate glasses.
Ti
O
門脇 広明*; 脇田 美香*; F
k, B.*; Ollivier, J.*; 河村 聖子; 中島 健次; 高津 浩*; 玉井 元健*
Journal of the Physical Society of Japan, 87(6), p.064704_1 - 064704_6, 2018/06
被引用回数：9 パーセンタイル：57.38(Physics, Multidisciplinary)フラストレートしたパイロクロア酸化物TbTiOについての非弾性中性子散乱実験を行った。相転移を示さず量子スピン液体になる系(
)と、二つの四重極秩序を起こす系(
)の単結晶試料を調べた。量子スピン液体の系は弾性散乱の他に0.1meV程度の連続励起を持ち、
が増加すると連続励起領域から四重極のスピン波が分かれてくる。これは、粉末試料の結果と同じであり、試料のの制御がよくできている証拠である。
Se
Lee, C. H.*; 西田 篤弘*; 長谷川 巧*; 西当 弘隆*; 國岡 春乃*; 河村 聖子; 中村 充孝; 中島 健次; 水口 佳一*
Applied Physics Letters, 112(2), p.023903_1 - 023903_4, 2018/01
被引用回数：28 パーセンタイル：77.9(Physics, Applied)LaOBiSSeの低エネルギーフォノンを中性子非弾性散乱によって調べた。主にBi原子の振動に関連すると思われる分散のないフラットなフォノンが、比較的低いエネルギー
meVに観測された。このフォノンは、S原子よりも原子質量の大きいSeをドープし格子が膨張することによってソフト化する。同時に、Seドープにより格子熱伝導率が減少する。これらの結果は、LaOBiSSeが籠状構造を持たないにもかかわらず、Bi原子のラットリングが籠状化合物のラットリングのようにフォノンを散乱しうるということを示唆しており、それが熱電特性を向上させるのに寄与していると考えられる。
古府 麻衣子; 橋本 直樹*; 秋葉 宙*; 小林 浩和*; 北川 宏*; 飯田 一樹*; 中村 充孝; 山室 修*
Physical Review B, 96(5), p.054304_1 - 054304_7, 2017/08
被引用回数：15 パーセンタイル：58.3(Materials Science, Multidisciplinary)中性子分光法を用いて、バルク及びナノ結晶パラジウム中の水素原子の振動状態を、広いエネルギー領域(
meV)について調べた。バルクのパラジウム水素化物では、水素の振動励起は量子調和振動子(QHO)で大まかに記述された。一方、直径8nmのナノ結晶パラジウム水素化物では、付加的な振動励起が80meV以上のエネルギー領域に観測された。この付加的な振動励起のエネルギーと強度はQHOでは説明できず、非調和性の強いトランペット型ポテンシャルにおける振動と記述された。この付加的な励起は、表面効果により安定化されたサブ表面(表面下2-3層)の正四面体サイトに配置された水素原子の振動だと考えられる。本研究は、金属ナノ粒子中の水素の振動を明瞭に検知した初めての実験的研究である。
Sb
桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 神木 政史*; 金子 耕士; 荒木 新吾; 目時 直人; 菅原 仁*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*
Journal of the Physical Society of Japan, 73(6), p.1438 - 1441, 2004/06
被引用回数：64 パーセンタイル：87.39(Physics, Multidisciplinary)初めてのPr系重い電子系超伝導体PrOsSbについて中性子非弾性散乱による研究を行った。単結晶試料について測定したところ、色々な散乱波数において約0.7meVの位置に第一励起を観察した。これは以前粉末試料を用いて行われた研究結果と矛盾しない。非弾性スペクトルの磁場依存性の測定からこの物質の結晶場準位が
一重項基底状態,三重項第一励起状態を伴うことを明らかにした。第一励起ピークは、この物質における磁場誘起反強四極秩序ベクトルQ=(100)付近で準弾性散乱的になっており、重い電子状態を担う準粒子が第一励起を介して生じると考えられる。弾性散乱の結果から、この準粒子間の相互作用は四極子相互作用が本質的であることが以前のわれわれの研究から明らかになっている。超伝導状態における低エネルギー励起の減少は、この準粒子が重い電子系超伝導を担っている証拠と考えられ、軌道揺らぎによって媒介されている可能性を示唆している。
superconductivity立木 昌*; 町田 昌彦; 江上 毅*
Physical Review B, 67(17), p.174506_1 - 174506_12, 2003/05
被引用回数：47 パーセンタイル：85.25(Materials Science, Multidisciplinary)高温超伝導体に対して最近中性子非弾性散乱やSpring8等で実験が行われ、フォノン分散の異常(ソフトニング)が発見されている。また、光電子分光の実験でも電子構造に平坦なバンド構造が見られ、極めて異常な様相が明らかになってきた。本研究では、これらの実験結果をもとに、電荷揺らぎが低エネルギー(60meV程度まで)領域にまでソフト化し、電荷のオーバースクリーニングが起こるという条件を仮定することで、フォノンが非常に強く電子系と結合し、高温超伝導を引起こす強い電子間引力を与えることを発見した。また、その機構のもと、エリアシュベルク方程式を数値的に解き、超伝導ギャップ波動関数を求めた。結果は高温超伝導の特質を再現したため、上記機構が高温超伝導の本質であると結論づけた。
福田 竜生
波紋, 13(1), p.43 - 46, 2003/01
近年、シンクロトロン放射光X線の発生・測定技術の向上により、従来中性子非弾性散乱(INS)実験でしか出来ないと思われていたフォノン測定等の実験が、X線非弾性散乱(IXS)実験でも可能となってきている。現在、高エネルギー分解能非弾性散乱実験装置の一つであるSPring-8 BL35XUでLaSrCuOのフォノン測定を進めており、IXSやこの装置の紹介とともに以前行なっていたINS実験との比較を通してのIXS実験の特徴を述べる。
chains in CaYCu
O
松田 雅昌; 加倉井 和久; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; Lee, C.-H.*; 岡 邦彦*
Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S637 - S639, 2002/12
被引用回数：3 パーセンタイル：16.11(Materials Science, Multidisciplinary)CaYCuOは辺共有CuO鎖を有する物質であり、低温において反強磁性相転移を示す。スピン構造は鎖内で強磁性的,鎖間で反強磁性的である。CaYCuOにおいて詳細な中性子非弾性散乱実験を行ったところ、鎖方向にはゾーン中心では鋭い磁気励起が観測されるが、中心から離れるに従って磁気励起のピーク幅の増加が見られるという古典スピン波理論では説明不可能な新しい現象を見いだした。またこの化合物のスピン構造を詳細に調べたところ、強磁性CuO鎖におけるCuとOの強い電子軌道混成により、Cuスピンの非局在化(Cu位置のみに局在せずに3割程度はO位置に拡がって存在)が見られることを示した。
glass鈴谷 賢太郎; 柴田 薫*; 梅咲 則正*; 北村 直之*; 小原 真司*
Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.256 - 258, 2001/05
ガラス・非晶質物質の(結晶と比しての)特異性は、その動的構造・ダイナミックスにあると言われる。しかし、周期構造を有していない非晶質物質のダイナミックスの構造的起源を解明することは難しい。そこで、われわれは、配化物ガラスに高圧力を加えて圧縮し高密度ガラスを作製し、高密度化することによって中性子非弾性散乱スペクトルが、ノーマルなガラスからどのように変化したかを知ることによって、ダイナミクスの構造的起源を探った。その結果、E
20MeVの領域の低エネルギー励起の強度が低下し、ピークが高エネルギー側にシフトすること、E
20MeVの領域のGe-O-Geに対応する光学振動モードが、その角度(
=LGe-O-Ge)が小さくなる方向にそれぞれシフトすることを見いだした。これらは、GeO四面体間の角度の減少によって圧縮がおこっており、同時に構造的な局所ゆらぎ(中距離構造)が小さくなったことを示している。
小泉 智
Physica B; Condensed Matter, 241-243, p.973 - 975, 1998/00
被引用回数：1 パーセンタイル：11.83(Physics, Condensed Matter)研究に用いた液晶性コポリエステルポリマーは、融点以下の低温で完全な結晶化をせず、分子配向を保持したまま異方性ガラスを形成する。このような異方構造をもつ高分子に対して中性子非弾性散乱実験を行い、デバイワーラー因子から水素の局所運動の平均自乗変位とノンガウシアンパラメータを評価した。波数ベクトルが分子軸と直行する方向では、各温度でノンガウシアンパラメータが重要で、温度の低下とともに増大する。他方、平行となる方向ではノンガウシアンパラメータは各温度で小さく、温度に依存しない。両光学系について平均自乗変位は温度に比例して増大する。分子軸と平行の方向では、共有結合が局所構造を拘束するのに対して、分子軸と直行する方向では分子軸周りの回転の自由度が存在し、これは周辺の分子が作る「異方的Cage」から拘束を受けているものと思われる。この異方的Cageの中の分子の局所運動は、デバイワーラー因子の非調和性に大きく寄与し、温度の低下とともにガラス化の指標とするノンガウシアンパラメータの増大をもたらしている。
phonon branch and anomalous 2/3[110] elastic peak in Heusler and B2 phases of a AuCuZn alloy永澤 耿*; 山内 理恵*; 喜多 和枝*; 牧田 知子*; 森井 幸生
Journal of the Physical Society of Japan, 63(3), p.995 - 1000, 1994/03
被引用回数：1 パーセンタイル：19.6(Physics, Multidisciplinary)AuCuZn合金の[110]TAフォノンをbcc相、B2相、ホイスラー相において詳細に測定した結果、18R型マルテンサイト相へと関連して行く格子振動不安定性はホイスラー相のみが有する特徴であることが判明した。またホイスラー相における2/3[110]弾性散乱ピークの温度変化の測定から、このピークが[110]TAフォノンの2/3Q
にあらわれる異常と関連しているのではなく、B2相に特徴的に存在する空孔に起因していることが明らかになった。
Pt山口 泰男*; 安井 祐之*; 舩橋 達; 山田 玄彦*; 大橋 正義*; 金子 武次郎*
Physica B; Condensed Matter, 180-181, p.235 - 237, 1992/00
被引用回数：6 パーセンタイル：39.36(Physics, Condensed Matter)MnPtは483K以下の温度で、スピンが反平行に配列した反強磁性秩序が生じるが、415K以下では三角配置に転移する。これら2つの磁気相で、中性子非弾性散乱によって測定したスピン波の実験について報告する。三角配置では、波動ベクトルqが0のところで、2つの音響型スピン波を観測した。理論的には3つの分枝があるが、q=0で2つが縮退している。これらの対応から2つのモードの交換硬度定数を求めた。反平行配列では、音響型と光学型の2つの分枝があるが、エネルギーの低い音響型分枝だけが観測でき、これに対応する交換硬度定数を求めた。これらの結果から磁気相転移の機構等について論ずる。
