A Review of quarkonia under strong magnetic fields

岩崎 幸生*; 岡 眞; 鈴木 渓

European Physical Journal A, 57(7), p.222_1 - 222_14, 2021/07

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-021-00533-5

クォーコニウムとは、チャームクォークやボトムクォークのような「重い」クォークとその反クォークから構成される中間子であり、水素原子やポジトロニウムなどの原子物理との類似点を持ちつつも、量子色力学(QCD)由来の性質も併せ持つ興味深い系である。ハドロン物理における典型的なスケールに匹敵する強磁場は、相対論的重イオン衝突実験や強磁場中性子星(マグネター)と関連して注目を集めている。本論文は、強磁場中のクォーコニウムの性質についてまとめたレビュー論文である。磁場中のクォーコニウムにおける特徴的な物理現象として、(1)異なるスピン固有状態間の混合効果、(2)クォーク自由度に対するランダウ準位とハドロン波動関数の変形現象、(3)クォーク・反クォーク間ポテンシャルの修正、(4)運動的シュタルク効果について解説を行う。また、磁場中のクォーコニウムを記述するための理論手法のまとめとして、(1)構成子クォーク模型、(2)有効ラグランジアンによる手法、(3)QCD和則、(4)ホログラフィックQCDについて解説する。さらに、有限温度,有限密度,有限渦度などの磁場以外の外場効果による影響についても述べる。付録において磁場中のクォーコニウムの典型的な質量スペクトルや波動関数を例示する。

Stochastic estimation of nuclear level density in the nuclear shell model; An Application to parity-dependent level density in Ni

清水 則孝*; 宇都野 穣; 二村 保徳*; 櫻井 鉄也*; 水崎 高浩*; 大塚 孝治*

Physics Letters B, 753, p.13 - 17, 2016/02

AA2015-0661.pdf:0.39MB

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2015.12.005

原子核の準位密度は中性子捕獲反応断面積を支配し、そのため原子力や天体核物理への応用に重要な役割を担っている。この論文では、準位密度を殻模型を用いて現実的かつ精度よく計算する新しい手法を提唱し、その有用性を示した。この手法は、準位密度を複素平面の周回積分に置き換え、その各積分点で現れるオペレータのトレースを確率的に効率良く求めるという発想に基づいている。厳密に固有値分布が得られる系でこの手法の有用性を確かめた後、従来直接的には計算不可能だったNiのパリティ依存準位密度を計算した。その結果、Niのと状態の準位密度が低い励起エネルギーでほぼ等しくなるという、これまでの手法では再現できなかった性質を微視的に得ることに初めて成功した。

Phenomenological nuclear level densities using the KTUY05 nuclear mass formula for applications off-stability

河野 俊彦*; 千葉 敏; 小浦 寛之

Journal of Nuclear Science and Technology, 43(1), p.1 - 8, 2006/01

https://doi.org/10.3327/jnst.43.1

最新の原子質量模型KTUY05の殻補正エネルギーと対エネルギーを用いて量子効果を取り入れた原子核の準位密度パラメータとその系統性を現象論的に導出した。殻効果の励起エネルギー依存性としてはIgnatyukの公式を用いて、Gilbert-Cameron型の複合公式により表した準位密度公式で最新の準位間隔データを再現できるパラメータを求めた。低励起状態では低温度模型を用いて、1000以上の原子核の準位構造データを考慮してパラメータを決定した。また、求めたパラメータから、未知核種に対しても適用可能な系統式を作成した。

Defect-engineering in SiC by ion implantation and electron irradiation

Pensl, G.*; Ciobanu, F.*; Frank, T.*; Kirmse, D.*; Krieger, M.*; Reshanov, S.*; Schmid, F.*; Weidner, M.*; 大島 武; 伊藤 久義; et al.

Microelectronic Engineering, 83(1), p.146 - 149, 2006/01

https://doi.org/10.1016/j.mee.2005.10.040

SiC中の欠陥を制御することで素子特性の改善に役立てることを目的に、炭化ケイ素(SiC)中及びSiC/酸化膜界面の欠陥の電気的性質を調べた。SiCへの欠陥導入には200keV及び2MeV電子線照射,窒素及び炭素イオン注入を行った。深部欠陥準位測定(DLTS)及び低温でのフォトルミネッセンス(LTPL)により欠陥を調べた結果、炭素原子のみをはじき出す200keV電子線照射では、全原子をはじき出す2MeV電子線照射とは異なる欠陥準位が観測された。また、SiC/酸化膜界面への窒素イオン注入により界面欠陥(界面準位)が観測限界以下の10/cmeVまで減少することを見いだした。

Programs OPTMAN and SHEMMAN, 8; 2004

Soukhovitskij, E. Sh.*; 千葉 敏; 岩本 修; 柴田 恵一; 深堀 智生; Morogovskij, G. B.*

JAERI-Data/Code 2005-002, 78 Pages, 2005/03

JAERI-Data-Code-2005-002.pdf:7.7MB

軟回転体模型ハミルトニアンに基づくチャンネル結合光学模型によって原子核の集団励起構造と反応断面積を記述する計算コードOPTMANにおいて用いられている理論,数値計算手法と入出力フォーマットの説明を行う。同時に軟回転体模型によって原子核ハミルトニアンのパラメータを求めるコードSHEMMANの説明も行う。本研究は、国際科学技術センター(ISTCモスクワ)のプロジェクトB-521として、日本のサポートの下で行われている。本プロジェクトによりOPTMANにおける数値計算アルゴリズムは完全に改訂され、またユーザーフレンドリーなインターフェースが設けられた。

Change in the electrical characteristics of p-channel 6H-SiC MOSFETs by -ray irradiation

大島 武; 伊藤 久義

Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.191 - 194, 2004/10

炭化ケイ素(SiC)半導体を用いたpチャンネル金属-酸化膜-絶縁体電界効果トランジスタ(MOSFET)を高線量まで計測可能な線量計へ応用するために、線照射による電気特性の変化を調べた。pチャンネルMOSFETはn型六方晶(6H)SiCエピタキシャル基板上にフォトリソ技術を用いて作製した。ソース及びドレイン領域は800Cでのアルミイオン注入及び1800C,10分間の熱処理により形成した。ゲート酸化膜は1100Cでの水素燃焼酸化により作製した。線照射は0.1MR/hで、室温,印加電圧無し状態で行った。電流-電圧測定を行った結果、しきい値電圧は線照射により単調に負電圧側にシフトすることが明らかとなった。さらに、subthreshold領域のドレイン電流-ゲート電圧特性を解析することで線照射により発生した酸化膜中固定電荷及び界面準位を見積もったところ、固定電荷と界面準位は照射量とともに増加すること、及び固定電荷は110/cm、界面準位は810/cmで飽和傾向を示すことを見いだした。また、チャンネル移動度は、線照射量の増加とともに減少する結果が得られた。これは、界面準位の発生によりチャンネルに流れるキャリアが散乱されることに起因すると考えられる。

Interface properties of 4H-SiC MOS structures studied by a slow positron beam

前川 雅樹; 河裾 厚男; 吉川 正人; 一宮 彪彦

Materials Science Forum, 445-446, p.144 - 146, 2004/05

SiO/SiC界面に存在している界面準位の評価は、高性能なSiCデバイス製作のための重要な問題である。われわれは陽電子消滅法によって熱酸化法によって作製された4H-SiC MOS構造のSiO/SiC層を評価した。これまでわれわれは、ゲート電圧に対する消滅線のドップラー拡がり(Sパラメータ)の変化を測定してきたが、Sパラメータの変化はMOSの各層で消滅した成分を含んでおり、単純に界面準位の量を反映するものではないと思われる。そこでMOSに紫外線を照射し、界面のみに変化を誘起させることで界面準位の陽電子への影響を選択的に捕らえることを試みた。紫外線照射によりSパラメータが減少した。これは紫外線照射により生成したホールがSiO/SiC界面に蓄積し陽電子の移動が妨げられ、欠陥への捕獲効率が変化したためと考えられる。紫外線消光後もSパラメータは減少したままであったが、バイアス回路の開放による急速な電荷の移動を促したところSパラメータは回復した。これにより、SiO/SiC界面には蓄積したホールを一時的に保持できる多量の準位が存在することが示唆された。

炭化ケイ素基板上に成長させた1200ドライ酸化膜中の界面欠陥の電気特性とその熱アニーリング効果

吉川 正人; 石田 夕起*; 直本 保*; 土方 泰斗*; 伊藤 久義; 奥村 元*; 高橋 徹夫*; 土田 秀一*; 吉田 貞史*

電子情報通信学会論文誌, C, 86(4), p.426 - 433, 2003/04

https://ci.nii.ac.jp/naid/110003172129

1200ドライ酸化やそれに引き続いて行われる熱アニーリングが、酸化膜と4積層周期六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)基板の界面に与える影響を調べた。n型及びp型4H-SiC基板を1200の乾燥酸素雰囲気中で3時間酸化して50nmの酸化膜を作製した後、酸化膜を500から950のアルゴン雰囲気中で3時間熱アニーリングした。その酸化膜を用いて金属/酸化膜/半導体(MOS)構造を形成してC-V特性を測定し、酸化膜と4H-SiC界面の電気特性に及ぼす熱アニーリング効果を調べた。1200ドライ酸化膜を用いて形成した4H-SiC MOS構造のC-V特性は、電圧軸に沿って正方向へ大きくシフトした。界面には負電荷が蓄積していた。600で3時間の熱アニーリングを行うとC-V特性が負方向へシフトしはじめ、9503時間の熱アニーリングで電圧シフトが消失した。一方、p型4H-SiC MOS構造のC-V特性を調べると、n型とは反対に電圧軸に沿って負方向へ大きくシフトした。界面には正電荷が蓄積していた。n型とp型のシフト方向の違いと界面欠陥の荷電状態の関連性について調べ、界面欠陥の熱アニーリングのメカニズムを議論した。

Total angular momenta of even-parity autoionizing levels and odd-parity high-lying levels of atomic uranium

宮部 昌文; Geppert, C.*; 大場 正規; 若井田 育夫; Wendt, K.*

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 35(18), p.3865 - 3877, 2002/09

https://doi.org/10.1088/0953-4075/35/18/306

自動電離準位の光学特性はレーザー極微量分析に必要な高効率電離スキームを決めるうえで重要である。本研究では、3段階共鳴電離分光法を用いて、イオン化極限から約1300cmの範囲に存在する約200個の自動電離単位について、そのエネルギー,全角運動量,自動電離速度を測定した。また全角運動量の確定した自動電離準位へ向かう電離遷移を観測することで、約70個の中間準位の全角運動量を新たに確定した。観測された自動電離速度の角運動量依存性は、遠心力ポテンシャルバリアの効果で説明できることがわかった。

Soft-rotator model and coupled-channels approach for consistent description of the nuclear collective levels and their excitation by nucleons

Soukhovitskij, E. Sh.*; 千葉 敏

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.697 - 702, 2002/08

http://wwwndc.jaea.go.jp/nd2001/proc/pdf/1_0697.pdf

軟回転体ハミルトニアンの解として得られる波動関数を用いるチャンネル結合計算により、広い質量数領域の原子核の低励起集団準位構造と核子入射反応が統一的に記述できることが示された。さらに遷移確率も精度良く記述できることが分かった。今後、この方法は原子力開発に必要な核データのみならず、天体核合成などの分野でも威力を発揮することが期待される。