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論文

短パルス中性子源とエネルギー分析型中性子イメージング装置RADEN(螺鈿)による可視化技術

甲斐 哲也; 篠原 武尚; 廣井 孝介; Su, Y.; 及川 健一

非破壊検査, 67(5), p.209 - 216, 2018/05

RADENの機器構成とその役割、及び中性子ラジオグラフィ、トモグラフィの実例を示し、解説を行う。また、パルス中性子を利用した、ストロボ撮影、中性子共鳴吸収イメージング、ブラッグエッジイメージング、偏極中性子イメージングについても、手法の解説と簡単な測定例の紹介を行う。

論文

Magnetic field dependence of the canted spin moment around the interface between ferromagnetic Ni and antiferromagnetic FeMn revealed by the polarized neutron reflectivity

雨宮 健太*; 酒巻 真粧子*; 水沢 まり*; 武田 全康

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034004_1 - 034004_6, 2015/09

The canted magnetic moment around the interface between ferromagnetic Ni and antiferromagnetic FeMn films is observed, and its dependence on the in-plane magnetic field is revealed by means of the polarized neutron reflectivity. The Ni magnetic moment at the interface to the FeMn film is suggested to be canted to the in-plane direction, while that in the inner Ni layers remains rather perpendicular to the film at weak magnetic fields. The interface moment easily rotates to the in-plane direction as increasing the magnetic field, and finally the inner layer moment also aligns in the in-plane direction at higher magnetic fields.

論文

A Demonstration study of focusing geometry SANS using a magnetic neutron lens

奥 隆之; 鈴木 淳市; 笹尾 一*; 山田 悟; 古坂 道弘*; 安達 智宏*; 篠原 武尚*; 池田 一昭*; 清水 裕彦

Physica B; Condensed Matter, 356(1-4), p.126 - 130, 2005/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:56.06(Physics, Condensed Matter)

われわれは、六極磁石に基づく中性子磁気レンズを開発した。中性子が六極磁場に入射すると、中性子のスピンが磁場と平行な場合、中性子は集光され、反平行な場合は発散される。角度分解能の向上や、高効率測定を目的とした集光型中性子小角散乱法が提案されている。中性子磁気レンズは、物質による中性子の吸収や散乱を引き起こさないため、集光型中性子散乱法で用いる中性子集光光学素子として、最適な素子であると考えられる。最近、われわれは集光型中性子小角散乱法にとって、十分な口径と中性子集光能力を有する中性子磁気レンズを開発した。本研究では、この中性子磁気レンズを用いて、集光型中性子小角散乱実験の検証実験を行ったので、その結果について報告する。

論文

中性子スピンを利用したビーム制御法・分光法の開発

山崎 大; 海老澤 徹*

波紋, 15(1), p.51 - 54, 2005/01

原研で行っている中性子スピンの時間的制御に基づいたビーム制御法・分光法の開発について概説する。中性子スピンは電気的に制御が行えるため、他のシステムと同期を取ったさまざまな電気信号による時間的制御が可能である。本稿では、Drabkin型エネルギー・フィルターをパルス中性子分光器におけるエネルギー解析器として利用することを提案し、その方法を解説する。また、スピンフリップ・チョッパーの開発とS/N比を大きく向上させるための多段式チョッパーの原理及び実証実験について紹介する。

論文

集光型偏極中性子小角散乱装置(SANS-J-II)へのシナリオ

小泉 智; 岩瀬 裕希; 田中 宏和; 橋本 竹治; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 笹尾 一*; 清水 裕彦

波紋, 14(4), p.266 - 274, 2004/10

ソフトマター中性子散乱グループを中心として展開している、中性子小角散乱装置SANS-Jの改造の計画と現状をまとめた。改造の主な内容は、磁気レンズ及び物質レンズを用いた中性子集光技術の利用であり、これにより、これまで達成されていない$$Q$$$$leq$$0.0001$$mathrm{AA}^{-1}$$の実現を目指している(ここで$$Q$$は散乱中性子の波数である)。さらに、集光技術を強度に活用すれば、数倍の強度増が可能となる予定である。また、偏極中性子の利用も新たに検討されていて、偏極解析を行うことで、実験的に非干渉性部分の除去が可能になる予定である。これらの改造を達成すると、集光型偏極中性子小角散乱装置(SANS-J-II)が実現する。

論文

Pressure-induced successive magnetic phase transitions in the spin gap system TlCuCl$$_{3}$$

大沢 明; 加倉井 和久; 長壁 豊隆; 中村 充孝; 武田 全康; 田中 秀数*

Journal of the Physical Society of Japan, 73(6), p.1446 - 1449, 2004/06

 被引用回数:30 パーセンタイル:21.29(Physics, Multidisciplinary)

TlCuCl$$_{3}$$はこれまでに行われてきた磁気測定の結果から基底状態がスピン-重項で励起状態との間に有限なエネルギーギャップ$$Delta$$=7.7Kを持つスピンギャップ系であることがわかっている。最近、この系に対して、${it P}$=1.48GPaの静水圧を印加し非偏極中性子弾性散乱実験を行ったところ、零磁場中で${it T}$$$_{N}$$=16.9K以下において三次元秩序に伴う磁気ブラッグ散乱を観測した。われわれは今回この圧力誘起相転移に伴う磁気秩序構造についてより詳細に調べるために偏極中性子弾性散乱実験を行った。その結果、${it T}$$$_{N}$$=16.9K直下では秩序モーメントはa-c面内に寝ていて、${it T}$$$_{SR}$$=10.0Kで逐次相転移を起こし、モーメントがb軸方向に立ち始める振る舞いを新たに発見した。

論文

Polarized neutron scattering study of the CuO$$_{2}$$ chains in Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$

松田 雅昌; 中村 充孝; 武田 全康*; 加倉井 和久; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; 岡 邦彦*

Physica B; Condensed Matter, 329-333(1-4), p.711 - 712, 2003/05

 パーセンタイル:100

Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$は辺共有CuO$$_{2}$$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。磁気構造は鎖内で強磁性的,鎖間で反強磁性的である。これまでの非偏極中性子回折実験による強度解析からは、磁気モーメントが単純にCu位置に局在してCuO$$_{2}$$面に垂直方向(b面)を向いているのではく、O位置にもモーメントが存在することが示唆されていた。しかし、モーメントの方向が決まらないと磁気構造を確定することは困難であった。今回、偏極中性子回折実験を行い、この化合物の磁気構造を詳細に調べ、磁気モーメントの方向がb軸であることを決定した。その結果、モーメントがO位置に拡がった存在することが明らかになった。これは、強磁性CuO$$_{2}$$鎖におけるCuとOの強い電子軌道混成によるものである。

論文

Anomalous spin density distribution in CeB$$_{6}$$

斉藤 雅洋*; 岡田 典子*; 西堀 英治*; 高際 實之*; 横尾 哲也*; 西 正和*; 加倉井 和久; 國井 暁*; 高田 昌樹*; 坂田 誠*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 71(10), p.2369 - 2372, 2002/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:38.29(Physics, Multidisciplinary)

CeB$$_{6}$$におけるスピンモーメント密度分布を偏極中性子回折実験によって測定した。その結果Ce-site以外に隣接したB原子との間やB$$_{6}$$八面体のネットワーク内に局在したスピンモーメントが存在することが初めて明らかになった。この結果はX-線粉末回折実験から得られた電荷密度分布との整合性もあり、コヴァレント結合内の磁気モーメントの存在を示唆しており、この系の磁性の理解に新しい側面を加えると思われる。

論文

Segmental motion of supercooled random copolyester studied by neutron polarization analysis

小泉 智; 稲見 俊哉

Macromolecules, 32(17), p.5613 - 5621, 1999/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:74.04(Polymer Science)

偏極中性子解析によって、干渉性散乱とスピン非干渉性散乱を分離し、高分子の局所構造緩和を詳細に調べた。用いた高分子は、芳香環がモノマー単位として数珠つなぎに共有結合したランダムコポリエステルであり、芳香環だけが水素を持っている。分離された干渉性成分はおもに炭素からの散乱で、高分子の凝集構造を反映している。また非干渉性成分は水素に由来し、弾性非干渉性構造因子(Elastic Incoherent Structure Factor)と呼ばれ、水素(結局は芳香環)の動きの時空自己相関の長時間平均である。言い換えれば、芳香環の動くことのできる空間の「大きさと対称性」を反映している。融点以上の高温では、弾性非干渉性構造因子は、芳香環が共有結合の軸周りの円軌道にそって自由回転緩和していると仮定してよく再現された。またガラス転移以下の低温では、弾性非干渉性構造因子は振動運動に由来するデバイワーラー因子へと移行し、振動運動の不均一性を反映して非ガウス的であることがわかった。

論文

Precise experiment on (anti-n)+d scattering at 12MeV

西森 信行; 相良 建至*; 藤田 建*; 若松 文彦*; 仏崎 透*; 前田 和秀*; 秋吉 啓充*; 鶴田 薫*; 中村 裕之*; 中島 孝夫*

Nuclear Fusion, 631, p.697C - 700C, 1998/03

低エネルギーにおける核子ー重陽子(N-d)散乱の偏極分解能は、核子-核子間力のP波に対して敏感である。したがって、陽子-重陽子(p-d)、中性子-重陽子(n-d)散乱の偏極分解能の違いが存在すれば、核力の荷電対称性の破れ(CSB)について調べることができる。既に12MeVp-d散乱の精密データを得ており、今回は12MeVn-d散乱実験を行った。偏極分解能の角度分布、及びピーク値の違いからp-d散乱の場合には、その間に存在するクーロン力で陽子ビームのエネルギーが下がるという描像が成り立つことがわかり、およそ0.64MeVであることがわかった。この違いがすべてクーロン力によるものでなければ、核力にCSBが存在することになる。12MeVでは、クーロン力を正確に採り入れた3体計算がなされてないので、確かな結論は出せないが、3MeVでは既になされており、近い将来計算がなされれば、CSBについてなんらかの結論が得られるであろう。

論文

Crystal and magnetic structure of stoichiometric YFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

片野 進; 松本 武彦*; 舩橋 達; 飯田 潤二*; 田中 翠*; J.W.Cable*

Physica B; Condensed Matter, 213-214, p.218 - 220, 1995/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:52.98

化学量論組成のYFe$$_{2}$$O$$_{4}$$粉末試料の結晶構造と磁性を室温と225K、80Kで調べた。結晶構造に関して、室温のデータは六方晶R(-)3で、又、225Kのデータは三斜晶P(-)1で解析することができた。しかし80Kのデータは、三斜晶系でも全く解析できず、より複雑な構造であることが示唆される。一方、磁気散乱強度は偏極中性子解析法によって、結晶構造による散乱と分離して求めた。磁気構造も非常に複雑で、簡単な指数では解析することができなかった。

口頭

Current status of the new polarized neutron reflectometer SHARAKU at Material Life Science Facility (MLF)

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 片桐 政樹*; 坂佐井 馨; 水沢 多鶴子*; 宮田 登*; 笠井 聡*; et al.

no journal, , 

SHARAKU is the second neutron reflectometer of MLF, and open to the general users from the 2011B user beamtime period. This reflectometer focuses on solid-state physics, particularly on magnetism in contrast with the first neutron reflectometer (SOPHIA) whose main subject is the soft matter science with capability of free surface and interface investigation. Thus this reflectometer was designed as the polarized neutron reflectometer with the vertical sample geometry, and is capable of the full neutron spin polarization analysis of the reflected neutrons using the Fe/Si supermirror polarizer and analyzer. Current status of SHARAKU will be reported in the symposium.

口頭

Development of compact laser optics for an in-situ spin-exchange optical pumping $$^3$$He neutron spin filter

奥 隆之; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 坂口 佳史*; 猪野 隆*; 大山 研司*; Chang, L.-J.*; et al.

no journal, , 

$$^3$$He-NSFは、広いエネルギー範囲の中性子に対して有効に働き、特に数十ミリeV以上の高いエネルギー領域で有効であることから、磁気励起の研究などで役立つと期待されている。また、$$^3$$He-NSFは、大きな立体角をカバーすることができ、ほとんど散乱させることなく中性子を偏極できるので、小角散乱や反射率計の検極子としても適している。さらに、近年開発された偏極パルス中性子を用いた磁気イメージング法の実用化においても、$$^3$$He-NSFは要のデバイスとして期待されている。そこで、J-PARCのようなパルス中性子実験施設において、$$^3$$He-NSFを実用化するためには、装置を放射線の遮蔽体内に設置する必要があるため、装置を安定でかつセットアップや運転が容易なものにする必要がある。そこで、我々は体積型ホログラフィック回折格子を用いて、スピン交換型光ポンピング(SEOP)$$^3$$He偏極システム用の小型レーザー光学系を開発し、それを用いてオンビームSEOP型$$^3$$He-NSFシステムを構築した。学会では、このシステムの内容と、更なる性能向上の取り組みについて紹介する。

口頭

Polarized neutron diffraction study of magnetic chirality in YMn$$^{4+}$$(Mn$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$)$$^{3+}$$O$$_{5}$$

脇本 秀一

no journal, , 

There are two models proposed as an origin of mognetoelectric effects in $$R$$Mn$$_{2}$$O$$_{5}$$ ($$R$$: rare earth, Bi, Y): one is the inverse DM mechanism and the other is the exchange striction mechanism. The former is driven by the cycloidal arrangements of Mn$$^{4+}$$ spins and the latter is driven by the Mn$$^{4+}$$-Mn$$^{3+}$$ chains. In order to distinguish these two models, we have carried polarized neutron diffraction under electric filed using single crystals of YMn$$^{4+}$$(Mn$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$)$$^{3+}$$O$$_{5}$$ and studied the relation between the magnetic chirality and electric polarization. We have found that the ferroelectricity in the CM phase originates from the exchange striction mechanism, while the inverse-DM mechanism is dominant in the ICM phase in which a rich variety of ME effects are observed.

口頭

Current status and perspectives in the development of an in-situ spin-exchange optical pumping $$^3$$He neutron spin filter at J-PARC

奥 隆之; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 坂口 佳史*; 猪野 隆*; 大山 研司*; 中村 充孝; et al.

no journal, , 

$$^{3}$$He中性子スピンフィルター($$^{3}$$He-NSF)を用いることにより、広いエネルギー範囲の中性子を偏極することができる。J-PARCのようなパルス中性子実験施設において、$$^{3}$$He-NSFを実用化するためには、装置を放射線の遮蔽体内に設置する必要があるため、装置をコンパクトでかつ安定なものにする必要がある。そこで、我々は体積型ホログラフィック回折格子を用いて、スピン交換型光ポンピング(SEOP)用の小型レーザー光学系を開発し、それを用いてオンビームSEOP型$$^{3}$$He-NSFシステムを開発した。会議では、開発した装置の性能および今後の実用化研究の展望について発表する。

口頭

Magnetic shield design of in-situ SEOP polarized $$^{3}$$He neutron spin filter for high magnetic field sample environment accessories at J-PARC

吉良 弘*; 林田 洋寿*; 奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 猪野 隆*; 大山 研司*; 大河原 学*; 加倉井 和久; 鈴木 淳市*; et al.

no journal, , 

The magnetic shield design study for the in-situ SEOP polarized $$^{3}$$He neutron spin filter system for high magnetic field sample environment has been performed by means of finite element calculation. The study showed that the design of magnetic shield can be optimized to accommodate the in-situ SEOP filter system located 1 meter from the sample position achieving depolarization time greater than 100 hours with an applied magnetic field of 7 Tesla of a cryomagnet at the sample position.

口頭

中性子反射率法による埋もれた界面の構造評価

武田 全康

no journal, , 

中性子反射率法は、ナノスケールの多層構造物質中に埋もれた界面の非破壊的な構造解析手法である。講演ではJ-PARCに設置されている磁性多層膜の構造解析に有効な偏極中性子反射率計の概要と測定例を紹介する。

口頭

偏極中性子非弾性散乱によるY-type hexaferrite Ba$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$のエレクトロマグノン励起の観測

中島 多朗*; 加倉井 和久; 有馬 孝尚*; 松田 雅昌*; 高橋 陽太郎*; 石渡 晋太郎*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

no journal, , 

マルチフェロイック・ヘキサフェライトは広い温度範囲でスピン起源の電気分極を生じ、それが比較的弱い磁場で制御可能であることから、基礎研究のみならず応用の観点からも注目を集める物質群である。Y型ヘキサフェライトBa$$_{2}$$Mg$$_{2}$$Fe$$_{12}$$O$$_{22}$$の非弾性偏極中性子散乱実験により、テラヘルツ分光で観測された光吸収に対応するスピン励起の存在を明らかにし、電場活性な磁気励起(エレクトロマグノン励起)の存在を検証した。さらに、中性子の偏極解析で得られたスピン揺らぎの成分に関する情報とmagneto-strictionモデルを用いることにより、この動的スピン・分極結合の本質を議論する。

口頭

Neutron scattering investigations on multiferroic materials; Advances in polarized neutron utilization

加倉井 和久

no journal, , 

The recent development of neutron scattering techniques, especially polarized neutron scattering utilization, will be reported with examples from the recent investigations on mutiferroic materials.

口頭

Polarized neutron reflectometer SHARAKU with 2-D MWPC in J-PARC

山崎 大; 曽山 和彦; 宮田 登*; 笠井 聡*; 阿久津 和宏*; 花島 隆泰*; 久保田 正人; 青木 裕之; 鈴木 淳市*; 藤 健太郎; et al.

no journal, , 

試料垂直型偏極中性子反射率計「SHARAKU」では、薄膜試料の表面や界面で起こるoff-specular反射、Grazing angle SANSの測定を目指して2次元MWPC中性子検出器を整備している。MWPCは、0.5mmピッチのワイヤーによる個別読み出し方式を採用し、各々の信号ラインにASD-ASICを配置することで、高速・高効率を実現している。本実験では、BL17ビームラインにおいて、Ni/Ti多層膜を試料として中性子反射率実験を行った。その結果、1.8mmの空間分解能を確認し、qz-qx方向について明瞭なシグナルを記録した。本報告では、2次元MWPCの特性とその中性子反射率測定への応用について述べる。

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