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論文

Silicon avalanche photodiode linear-array detector with multichannel scaling system for pulsed synchrotron X-ray experiments

岸本 俊二*; 三井 隆也; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 谷口 敬*; 島崎 昇一*; 池野 正弘*; 斉藤 正俊*; 田中 真伸*

Journal of Instrumentation (Internet), 10(5), p.C05030_1 - C05030_6, 2015/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:60.81(Instruments & Instrumentation)

We developed an X-ray detector system using a 64-pixel silicon avalanche photodiode Si-APD linear array and fast pulse-counting electronics for multichannel scaling. The Si-APD linear array consists of 64 pixels each 0.01$$times$$0.02 cm$$^{2}$$ in size, with a pixel pitch of 0.015 cm and depletion depth of 0.001 cm. The fast electronics, consisting of an ultrafast application-specific integrated circuit and field-programmable gate arrays, can record both the position and timing of X-rays arriving at each pixel of the linear array with 1 ns pulse-pair resolution. The count distribution was measured using 14.4 keV synchrotron X-rays for nuclear resonant forward scattering experiments on $$^{57}$$Fe, and the spatial resolution was improved by inclining the detector. We also successfully measured amorphous alloy Fe$$_{78}$$Si$$_{9}$$B$$_{13}$$ during heating.

論文

Nuclear resonant scattering measurements on $$^{57}$$Fe by multichannel scaling with a 64 pixel silicon avalanche photodiode linear-array detector

岸本 俊二*; 三井 隆也; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 谷口 敬*; 島崎 昇一*; 池野 正弘*; 斉藤 正俊*; 田中 真伸*

Review of Scientific Instruments, 85(11), p.113102_1 - 113102_5, 2014/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:58.07(Instruments & Instrumentation)

We developed a silicon avalanche photodiode (Si-APD) linear-array detector for use in nuclear resonant scattering experiments using synchrotron X-rays. The Si-APD linear array consists of 64 pixels (pixel size: 0,01$$times$$0.02 cm$$^{2}$$) with a pixel pitch of 0.015 cm and depletion depth of 0.001 cm. An ultrafast frontend circuit allows the X-ray detector to obtain a high output. High-performance integrated circuits achieve multichannel scaling over 1024 continuous time bins with a 1 ns resolution for each pixel without dead time. The multichannel scaling method enabled us to record a time spectrum of the 14.4 keV nuclear radiation at each pixel with a time resolution of 1.4 ns (FWHM). This method was successfully applied to nuclear forward scattering and nuclear small-angle scattering on $$^{57}$$Fe.

論文

Development of $$^{125}$$Te synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy

黒葛 真行*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 齋藤 真器名*; 増田 亮*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Hyperfine Interactions, 226(1), p.687 - 691, 2014/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:36.14

The M$"o$ssbauer spectra of the 35.49 keV excited state of $$^{125}$$Te were observed in the energy domain using synchrotron radiation for the first time. The obtained isomer shifts and Debye temperature agree with previous experiments. These results show that this method will be applicable to various compounds.

論文

$$^{125}$$Te synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy of Fe$$_{1.1}$$Te and FeTe$$_{0.5}$$Se

黒葛 真行*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 齋藤 真器名*; 増田 亮*; 三井 隆也; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044708_1 - 044708_4, 2014/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.69(Physics, Multidisciplinary)

The $$^{125}$$Te M$"o$ssbauer spectra of Fe$$_{1.1}$$Te and FeTe$$_{0.5}$$Se$$_{0.5}$$ were measured using synchrotron-radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy. The hyper fine field of Te in the antiferromagnetic phase of Fe$$_{1.1}$$Te was evaluated to be 4(1) T at 20 K, and this hyper fine field is considered to be due to the transferred hyper fine field from Fe magnetic moments. The evaluated hyper fine field was comparatively large, suggesting the strong correlation with the magnetic moment of Fe that forms double stripe type magnetic structure. For the superconductor FeTe$$_{0.5}$$Se$$_{0.5}$$, no marked change in its M$"o$ssbauer parameters was observed below or above the superconducting transition temperature, indicating that the change in the electronic state of Te was small.

論文

Synchrotron radiation-based M$"o$ssbauer spectra of $$^{174}$$Yb measured with internal conversion electrons

増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 伊賀 文俊*; 瀬戸 誠

Applied Physics Letters, 104(8), p.082411_1 - 082411_5, 2014/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:49.05(Physics, Applied)

本研究では、核共鳴吸収に伴うX線と電子を同時に検出できる検出器を備えた装置を世界に先駆けて開発し、その装置と大型放射光施設SPring-8の大強度X線を用いて、YbB$$_{12}$$に含まれる$$^{174}$$Ybの放射光メスバウアースペクトルを測定することに成功した。今後、さまざまな元素の放射光メスバウアー測定が可能になり、レアアース磁石などの磁石材料や錯体・触媒材料・エレクトロニクス材料といった機能性材料の研究に進展がもたらされることが期待できる。本研究の一部は科学研究費補助金・基盤研究S「同位体特定による局所状態解明のための先進的メスバウアー分光法開発」及び研究スタート支援「放射光を用いたネオジム核共鳴散乱法の開発」の補助を受け、SPring-8の利用課題として行われた。

論文

Experimental study of the influence of magnetic phase transition on the M$"o$ssbauer time spectra of the nuclear forward scattering

三井 隆也; 北尾 真司*; 瀬戸 誠*; 依田 芳卓*; 菊田 惺志*

Journal of the Physical Society of Japan, 68(12), p.4049 - 4050, 1999/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:65.89(Physics, Multidisciplinary)

SPring-8アンジュレータビームラインBL09において反強磁性体$$^{57}$$FeBO$$_{3}$$単結晶のネール温度近傍における核共鳴前方散乱特性を調べた。相転移温度近傍で観測された時間スペクトルには内部磁場の消失に対応して量子ビートが消失するのと対照的に、ダイナミカルビートの周期幅が極端に短くなることが観測された。このことは相転移温度近傍で、X線光子の結晶中での多重散乱過程に大きな変化が生じていることを意味する。本論文ではこの原因が核の励起準移の縮退であることが理論解析から明らかにされる。

論文

原研X線ビームライン(BL14B1,BL11XU)の現状

小西 啓之; 塩飽 秀啓; 米田 安宏; 三井 隆也; 西畑 保雄

SPring-8利用者情報, 4(5), p.4 - 8, 1999/09

SPring-8にある原研ビームラインのうち、BL14B1及びBL11XUの現状について報告する。1998年3月に本格的な利用運転を開始したBL14B1(材料科学用ビームライン)については、分光結晶の水冷却の際に生じる振動を軽減するための対策と、新型間接冷却用分光結晶の性能試験について報告する。また1996年に建設を開始したBL11XU(材料科学用ビームライン)については、1998年のコミッショニングを経て1992年の核共鳴散乱装置立ち上げに至るまでの経過について述べる。

論文

Inelastic nuclear resonant scattering of FeCl$$_{3}$$-graphite intercalation compounds

北尾 真司*; 三井 隆也; 原見 太幹; 依田 芳卓*; 瀬戸 誠*

Japanese Journal of Applied Physics, 38(SUPPL.38-1), p.535 - 537, 1999/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

グラファイト層間化合物は典型的な層状物質で、種々の物質を挿入した化合物が知られている。FeCl$$_{3}$$は層間に挿入できる物質の一つで層間でどのような物性を示すか興味が持たれている。挿入されたFeCl$$_{3}$$の研究として振動状態を測定することは重要であり、層間で振動状態が非等方的になっていることが予想されるが、挿入された物質に着目した振動状態の研究はいまだ少ない。非弾性核共鳴散乱は近年開発された方法で、元素を特定した振動状態の研究に有用である。われわれはステージ1のFeCl$$_{3}$$グラファイト層間化合物を合成し、SPring-8のBL09ビームラインで6MeVに分光した$$^{57}$$Fe核共鳴X線を用いて振動状態の角度依存性を測定した。その結果、X線をグラファイト層に垂直に入射した場合と平行に入射した場合でスペクトルに違いが見られ、グラファイトに平行な方向には層間のFe原子が振動しやすいという描像と一致する結果が得られた。

論文

M$"o$ssbauer time spectra of nuclear resonant scattering in the presence of RF magnetic modulation which is synchronized with SR emission

三井 隆也

KEK Proceedings 97-14, p.255 - 278, 1997/11

放射光のパルス入射X線に同期した外場を散乱体に印加してメスバウアー時間スペクトルを測定すると、量子ビートやダイナミカルビートの周期変化から外部揺動場中にある物質の超微細構造や共鳴核(原子)の変位状態を調べることが可能となる。加えて、偏光解析法を適用すると、核共鳴散乱線の偏光状態の時間的変化を観測することができる。本発表では、放射光を利用した周期揺動場条件下での核共鳴散乱実験法についてその概略を説明する。また、応用実験の一例として、放射光と同期されたRF磁場が印加された反強磁場体単結晶$$^{57}$$FeBO$$_{3}$$からの核共鳴前方散乱の時間発展について調べた実験を紹介する。

論文

Moessbauer time spectra of the nuclear forward scattering from coherently vibrating resonant nuclei

三井 隆也; 清水 達夫*; 今井 康彦*; 依田 芳卓*; X.W.Zhang*; 武居 文彦*; 原見 太幹; 菊田 惺志*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 36(10), p.6525 - 6529, 1997/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:54.77(Physics, Applied)

放射光により瞬時励起された物質からの核共鳴散乱線は比較的長い時間($$^{57}$$Fe核の場合で100ns)に渡り放射される。特に前方方向に散乱される核共鳴散乱は物質中で多重回共鳴吸収を繰り返した後、コヒーレントなX線電場の重ね合わせとして観測されるので散乱の時間応答は崩壊中に生じるX線波長(0.86$AA,$^{57}$$Fe)オーダーの核の位置変化に対し極めて敏感に変化する。本研究では反強磁性体$$^{57}$$FeBO$$_{3}$$単結晶に外部から放射光パルスに同期したRF磁場を印加し、この結晶中に生じる不均一、微小な原子振動がメスバウアー時間スペクトルに与える影響を調べた。観測された時間スペクトルから、結晶の磁化状態が放射光励起時刻の状態に戻る時に著しい強度エンハンスメントが生じることが初めて示された。この現象の解析は、多重核共鳴吸収理論を共鳴核が振動する系に適用して行われた。その結果、結晶のビーム方向に対する歪みのサイズが1$AA$以下のオーダーで決定された。

論文

放射光による核共鳴散乱のコヒーレント過渡過程の研究

三井 隆也

KURRI-TR-425, p.108 - 121, 1997/08

放射光によりパルス的に核励起された散乱体から放射される核共鳴散乱線は電子散乱によるX線に比較して極めて長い時間コヒーレンスを有するので、崩壊中に散乱体に生じる超微細場・原子の微小な振動に極めて敏感に応答し、強度、位相、偏光に変化が生じる。特に$$^{57}$$Feを含む強磁性体、反強磁性体を散乱体に利用し、この散乱体に変動磁界を印加すると、通常のX線では起こらない磁気的な位相変調効果が核共鳴散乱線に生じる。この現象を利用すれば、磁場変調タイプのX線干渉実験が可能になる。本発表では、これまで行ってきた実験を紹介し、核共鳴線にどのような位相変調が与えられることが可能か、応用実験としてどのようなことが可能になるか議論する。

論文

Transmission of lead-capture gamma rays with a tin absorber

河原崎 雄紀

Nuclear Instruments and Methods, 114(1), p.153 - 155, 1974/01

鉛の熱中性子捕獲ガンマ線の錫による核共鳴散乱の実験に関して、共鳴する入射ガンマ線の同定と、錫共鳴準位の実効吸収断面積の導出のために、同上ガンマ線の錫吸収体による透過測定を行った。実効断面積導出には、自己吸収法が多くの場合用いられているが、入射ガンマ線強度が弱い時には、この方法はあまり有効でない。透過法を捕獲ガンマ線に対して用いた例は殆んどない。透過法は、極く弱い入射線に対しての断面積を、また、スペクトロメータの分解能の範囲で、極く接近した複数の入射線の同定に対し、同測定のみで有効であることを示した。解析の結果、接近した2本のガンマ線のうち、共鳴する線を決定することが出来、断面積も求まった。これらの線のエネルギー差も精度よく測られ、既報(4.9KeV)と異なる値(8.3KeV)を得た。ガンマ線強度は中性子吸収断面積に関係し、これも既報とやや異なる結果になった。

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