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-FeNi films with island structures on LaAlO
(110) substrates by nitrogen insertion and topotactic extraction西尾 隆宏*; 伊藤 啓太*; 藏 裕彰*; 高梨 弘毅; 柳原 英人*
Journal of Alloys and Compounds, 976, p.172992_1 - 172992_8, 2024/03
被引用回数：3 パーセンタイル：19.88(Chemistry, Physical)Tetrataenite (L1-FeNi) has potential for application in next-generation permanent magnets. This compound is a rare-earth-free material comprising Fe and Ni, which are abundant elements. In addition, an extremely high uniaxial magnetocrystalline anisotropy (
u) is expected for L1-FeNi because of the ordered arrangement of the elements. This study reports the magnetic properties of uniaxially oriented L1-FeNi films with island structures fabricated by a novel method involving the radio-frequency sputter deposition of FeNi alloy films onto a LaAlO(110) substrate, followed by nitrogen insertion and topotactic extraction. FeNiN(110) films are epitaxially grown on the LAO(110) plane by the nitriding and additional annealing process of the FeNi alloy films at high temperatures under ammonia gas to reduce the volume fraction of crystallographic variants. Uniaxially oriented L1-FeNi alloy films with island structures are obtained after the topotactic denitriding of the FeNiN films. The uniaxial magnetic anisotropy of the L1-FeNi films is determined from the magnetization curves and via magnetic torque measurements of the films. The obtained L1-FeNi film exhibiting a relatively high superlattice order parameter of 0.74 yielded a uniaxial magnetocrystalline anisotropy energy of ~0.63 MJ/m
at 300 K, as well as coercivities of 319 and 358 kA/m at 300 and 10 K, respectively. This coercivity is the highest value reported for artificial L1-FeNi to date.
及川 聡洋; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; 林 伸彦; 藤田 隆明; 内藤 磨; 津田 孝; 栗田 源一; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 45(9), p.1101 - 1108, 2005/09
被引用回数：4 パーセンタイル：13.34(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uトカマクにおいて、新古典テアリング不安定性発生中の磁気島形成に伴う電流密度の小半径方向分布の時間発展を世界で初めて観測した。磁気島構造の成長に伴い、電流密度分布は磁気島位置において平坦化し凹型の構造が現れた。そして磁気島の縮小に伴い、この平坦部は狭まり、磁気島消滅後には平坦化構造も消滅した。一方、MHD不安定性の無いプラズマではそのような電流密度分布の変形は見られなかった。テアリングモード放電で現れた電流密度分布の発展は、磁気島部での自発電流の減少を仮定した非定常輸送シミュレーションによって再現できた。また、実験結果と定常解の比較からも、電流密度分布と安全係数分布の時間発展を説明できる。これら実験結果とシミュレーション結果から、磁気島O点での自発電流の減少を結論づけた。
及川 聡洋; 諫山 明彦; 藤田 隆明; 鈴木 隆博; 津田 孝; 栗田 源一
Physical Review Letters, 94(12), p.125003_1 - 125003_4, 2005/04
被引用回数：11 パーセンタイル：54.53(Physics, Multidisciplinary)JT-60Uトカマクにおいてテアリング不安定性発生中の磁気島形成に伴う電流密度の小半径方向分布の時間発展を世界で初めて観測した。磁気島構造の成長に伴い、電流密度分布は磁気島位置において平坦化し凹型の構造が現れた。そして磁気島の縮小に伴い、この平坦部は狭まり、磁気島消滅後には平坦化構造も消滅した。さらに、磁気島の回転に同期して局所ポロイダル磁場が変動することを観測した。この観測結果は電流密度分布の平坦化が磁気島構造のO点に局在していることを意味する。以上の結果は、テアリング不安定性理論が予測する電流密度分布の発展を初めて実験的に証明したものである。
Konovalov, S. V.; Mikhailovskii, A. B.*; Kovalishen, E. A.*; Kamenets, F. F.*; 小関 隆久; Shirokov, M. S.*; 滝塚 知典; Tsypin, V. S.*
Doklady Physics, 49(7), p.405 - 408, 2004/07
被引用回数：1 パーセンタイル：11.51(Mechanics)真空容器の外側に設置されたフィードバックシステムによる新古典テアリングモードの制御効果を解析的に明らかにした。磁気島列に対する外部制御パラメータは、ステップ状の平衡電流分布に対して求められた。適切なパラメータの設定により、磁気島幅と回転の応答を説明できた。このフィードバックシステムは磁気島の回転制御をもたらし、特にNTMの分極電流効果の安定化に重要であることを示した。
Mikhailovskii, A. B.*; Kovalishen, E. A.*; Shirokov, M. S.*; Konovalov, S. V.; Tsypin, V. S.*; Kamenets, F. F.*; 小関 隆久; 滝塚 知典
Physics of Plasmas, 11(2), p.666 - 676, 2004/02
被引用回数：6 パーセンタイル：18.81(Physics, Fluids & Plasmas)高ポロイダルモード数でイオンラーマ半径より小さい幅の磁気島(微視的磁気島)を解析的に研究した。微視的磁気島の形状関数と回転周波数を二流体電磁流体力学に基づき求めた。微視的磁気島は二つの形状関数により表せる。一つは電場と摂動プラズマ密度を表し、もう一つは摂動電子温度を表す。微視的磁気島の回転周波数に関する問題点について議論した。
Konovalov, S. V.; Mikhailovskii, A. B.*; Tsypin, V. S.*; Kovalishen, E. A.*; Shirokov, M. S.*; 小関 隆久; 滝塚 知典
Physics Letters A, 318(4-5), p.429 - 434, 2003/11
被引用回数：7 パーセンタイル：45.51(Physics, Multidisciplinary)トカマク中の磁気島の回転に対する平行方向粘性の効果を調べた。プラトー領域及びバナナ領域の結果を引き継ぎ、Pfirsch-Schulter領域を考える。平行方向粘性が垂直方向粘性より大きいと仮定し、高速ドリフト磁気島を調べた。この場合、静電ポテンシャル分布はRutherford型であり、磁気島の回転周波数は円柱プラズマの非定常的分布依存と異なり、平行方向粘性の体積積分に依存することがわかった。
滝塚 知典
プラズマ・核融合学会誌, 78(12), p.1282 - 1284, 2002/12
強い負磁気シアで電流ホールがあるトカマクプラズマの新しい平衡に関する見解を提案する。この「軸対称三磁気島(ATMI)平衡」と呼ばれる平衡配位はR方向に並んだ三つの磁気島(中心の負電流島と両側の正電流島)及びZ方向に並んだ二つのX点を持つ。この平衡は、ATMI領域内の電流値が小さく制限されているとき、エロンゲーションコイルにより安定となっている。
徳田 伸二; 樋口 高年*; 鈴木 宜之*
プラズマ・核融合学会誌, 77(12), p.1180 - 1220, 2001/12
巨視的な磁場揺動の存在するトカマクにおける電子の相対論的運動を数値的に解析した。相対論的運動が引き起こすストカスティシティは、いわゆる、位相平均効果を上回り、ディスラプション時に逃走電子が発生することを回避・抑制する有効な損失機構となる。一方、いわゆるKAM領域にある電子はRunaway-snakeとして観測される。
石澤 明宏; 徳田 伸二
Physics of Plasmas, 7(3), p.875 - 882, 2000/03
被引用回数：15 パーセンタイル：42.65(Physics, Fluids & Plasmas)プラズマ閉じ込め装置における誤差磁場のような外部攪乱は、プラズマ境界に摂動を与える。この境界摂動は、磁場配位が安定であっても、プラズマ内部に強制的に磁気再結合を引き起こし磁気島を形成させ閉じ込めを劣化させる。この問題の解析に有用な境界層理論において、境界層のプラズマの慣性の効果を正しく評価し、従来の理論の欠陥を正した。その結果、従来の結果と異なる磁気再結合の時間スケールを示した。また、この時、有理面には磁気島形成を妨げる方向(従来の理論と逆方向)に電流が誘起されることを、新たに示した。これらの新しい結果は、モードロッキング現象を含む誤差磁場問題及び新古典テアリングモードのシードアイランド形成問題に対する従来の基本的な理論モデルの中にあった誤りを正して得られたものであり、従来の理論的な評価に変更が必要なことを示している。
小林 政弘*; 津田 孝; 田代 健二*; 小島 昌博*; Zhai, K.*; 高村 秀一*
Nuclear Fusion, 40(2), p.181 - 193, 2000/02
被引用回数：29 パーセンタイル：63.35(Physics, Fluids & Plasmas)小型磁気プローブをCSTN-IVトカマク装置に挿入することにより、回転誤差磁場のトカマク・プラズマへの浸透過程が調べられた。真空磁場の場合に比べ磁気島が形成されたとき、プラズマの内部で誤差磁場の径方向成分が増大することが明らかになった。抵抗性磁気流体コードによる解析により、この増幅は磁気面形成による電流分布の再配分によることが示された。プラズマや外部励起磁場の回転の効果を考慮すると、磁気島形成に対する励起磁場の側帯波成分の効果も重要となる。これらのことを考慮すると動的エルゴディク・ダイバータの運転に際しては励起磁場の回転速度のみではなくその方向や高調波成分、プラズマの回転速度等を考慮しなければならない。
吉田 英俊; 岸本 浩; 田村 早苗
Japanese Journal of Applied Physics, 21(7), p.1068 - 1074, 1982/00
被引用回数：1 パーセンタイル：12.23(Physics, Applied)非軸対称な磁場揺動による磁力線の乱れ(エルゴード的挙動)について、ダイバータ・トカマクであるJT-60に注目して数値的に検討した。エントロピーの概念に基づく量を導入し、それが磁力線のエルゴード的挙動を定量的に特徴づけるとともに、セパラトリックス面の近傍に拡がるエルゴディック層の幅およびメトリック・エントロピーに深く関連することを示した。
吉田 英俊; 岸本 浩; 山本 新; 仙石 盛夫; 安積 正史; 滝塚 知典; 二宮 博正; 田村 早苗
JAERI-M 9789, 28 Pages, 1981/11
トロイダル・リップル磁場やポロイダル磁場コイルの据付誤差によるエラー磁場などの非軸対称な磁気揺動の影響下でのJT-60のダイバータ配位の磁気構造を数値的に検討した。これらの磁気揺動により、セパラトリックス近傍にエルゴディック層が形成され、それらはスクレープオフ層を拡げるとともに、境界プラズマから粒子を磁力線に沿って流出させる可能性について論じた。
栗田 源一; 安積 正史; 津田 孝; 滝塚 知典; 常松 俊秀; 徳田 伸二; 伊藤 公孝; 竹田 辰興
JAERI-M 9788, 17 Pages, 1981/11
円柱近似モデルでのメイジァディスラプションについて3次元非線形コードを使って調べた。その結果、m/n=3/2モードが2/1モードとの結合により不安定になることがメイジァディスラプションの原因になっていることがわかり、更に、磁場配位の非線形領域での変化について詳細な検討を行った。また、2/1モードが成長する機構を解明するために、インターナルディスラプションの2/1モードに対する影響を調べた。
西尾 敏; 大久保 実; 川崎 幸三; 安東 俊郎; 三木 信晴*
JAERI-M 7846, 35 Pages, 1978/09
高温プラズマを閉込める大型トカマク装置にとって、リップルおよび不整磁場のプラズマ性能に及ぼす影響は決して無視し得るものではなく、したがって臨界プラズマの達成を目標とするJT-60にとってリップルおよび不整磁場の定量的把握が非常に重要な意義を持つことは論を待たない。検討の結果、以下の事が明らかとなった。i)プラズマの拡散および熱伝導に及ぼすリップルの影響はneoclassicalと同程度である。ii)リップルが誘起するポロイダル磁場コイルの最大電磁力は4.3トン/mとなり、継手構造および支持方法の検討が必要である。iii)プラズマ点火に悪影響を及ぼす不整磁場は、垂直および水平磁場コイルによって補償される程度の大きさである。さらに製作・設置における寸法精度が正規分布するとしたときの不整磁場の確率変動および累積分布関数を求めた。
松田 慎三郎
Japanese Journal of Applied Physics, 14(12), p.2021 - 2031, 1975/12
被引用回数：0本論文は外部乱れ磁場による磁気面の島の形成について書かれたものである。とくにシェルにギャップがあるとき、電流制御用磁場はかなりの大きさの島をつくることを明らかにした。更に、これらの乱れ磁場の同期性(これはシェルギャップの数によって決まるものであるが)は、磁気面の島が生じないようにするのに役立つ重要な意味を持っていることを指摘した。
松田 慎三郎; 吉川 允二
Japanese Journal of Applied Physics, 14(1), p.87 - 94, 1975/01
被引用回数：17トカマク装置で磁力線の回転変換と共鳴する乱れ磁場によって磁場面に「島」が形成されることが知られている。これまでに「島」の大きさが理論的に導き出されているが、より物理的概念のはっきりした簡単な解析によってこれが確かめられた。JFT-2トカマクに実際に設けられているパルス型垂直磁場について数値計算により磁力線を追跡し、理論とよく合うことが確かめられた。
