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論文

Experimental analysis on dynamics of liquid molecules adjacent to particles in nanofluids

橋本 俊輔*; 中島 健次; 菊地 龍弥*; 蒲沢 和也*; 柴田 薫; 山田 武*

Journal of Molecular Liquids, 342, p.117580_1 - 117580_8, 2021/11

 被引用回数:0

エチレングリコール水溶液中に二酸化ケイ素(SiO$$_{2}$$)ナノ粒子を分散したナノ流体の準弾性中性子散乱測定(QENS)およびパルス磁場勾配核磁気共鳴分析(PFGNMR)を行った。研究目的は、このナノ流体の熱伝導率が理論値を超えて増加するメカニズムを解明することだった。得られた実験結果は、SiO$$_{2}$$ナノ粒子の周りの液体分子の運動が非常に制限されているため、SiO$$_{2}$$ナノ粒子の添加により、エチレングリコール水溶液中の液体分子の自己拡散係数が低下していることを示す。そして温度一定の条件で、SiO$$_{2}$$ナノ流体中で、液体分子の自己拡散係数が減少するにつれて、熱伝導率が増加した。

論文

Devil's staircase transition of the electronic structures in CeSb

黒田 健太*; 新井 陽介*; Rezaei, N.*; 國定 聡*; 櫻木 俊輔*; Alaei, M.*; 木下 雄斗*; Bareille, C.*; 野口 亮*; 中山 充大*; et al.

Nature Communications (Internet), 11, p.2888_1 - 2888_9, 2020/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:42.38(Multidisciplinary Sciences)

Solids with competing interactions often undergo complex phase transitions. Among them, CeSb is the most famous material where a number of the distinct magnetic phases called devil's staircase appear. We observed the electronic structure evolution across the devil's staircase transitions using bulk-sensitive angle-resolved photoemission spectroscopy.

論文

Cryogenic sample environments shared at the MLF, J-PARC

河村 聖子; 高橋 竜太*; 石角 元志*; 山内 康弘*; 中村 雅俊*; 大内 啓一*; 吉良 弘*; 神原 理*; 青山 和弘*; 坂口 佳史*; et al.

Journal of Neutron Research, 21(1-2), p.17 - 22, 2019/05

MLF試料環境チーム低温・マグネットグループは、J-PARC MLFにおいて、利用者の実験のための冷凍機やマグネットの運用を行っている。これまでトップローディング型$$^4$$He冷凍機、ボトムローディング型$$^3$$He冷凍機、希釈冷凍機インサート、超伝導マグネットを導入してきた。これらの機器の使用頻度は、ビーム出力、課題数の増加に伴い、ここ2年間で急激に高くなってきている。この状況に対応するために運用経験を加味しながら、これらの機器の性能向上作業を進めている。例えば、$$^3$$He冷凍機の制御ソフトには、自動の初期冷却および再凝縮のプログラムが備わっていたが、新たに、$$^3$$He potにヒーターを焚くことなくsorbの温度制御のみで$$^3$$He potを温調するプログラムも作成した。また2017年は、超伝導マグネット用に、揺動型ラジアルコリメーター付きのOVCテールを製作した。このラジアルコリメーターの導入によりデータの質は劇的に向上し、中性子非弾性散乱実験でも超伝導マグネットが使用できるようになった。

論文

Electronic structures of ferromagnetic CeAgSb$$_{2}$$; Soft X-ray absorption, magnetic circular dichroism, and angle-resolved photoemission spectroscopies

斎藤 祐児; 藤原 秀紀*; 山口 貴司*; 中谷 泰博*; 森 健雄*; 渕本 寛人*; 木須 孝幸*; 保井 晃*; 宮脇 淳*; 今田 真*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(11), p.114713_1 - 114713_7, 2016/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:56.08(Physics, Multidisciplinary)

軟X線吸収(XAS)、磁気円二色性(XMCD)、角度分解光電子分光(ARPES)により強磁性体CeAgSb$$_{2}$$の電子状態を調べた。Ce $$M_{4,5}$$ XASスペクトルのサテライト構造の強度が非常に小さいことから、Ce 4${it f}$電子は非常に局在的であることが明らかとなった。Ce $$M_{4,5}$$ XASの線二色性効果から、Ce 4${it f}$基底状態は${it c}$軸方向を向いた$$Gamma$$$$_{6}$$であることが分かった。XMCD結果は、CeAgSb$$_{2}$$の局在磁性描像を支持する。さらに、ARPESで得られたバンド構造は、CeAgSb$$_{2}$$では無くLaAgSb$$_{2}$$に対するバンド計算結果とよく一致する。しかしながら、Ce 3${it d}$-4${it f}$共鳴ARPES結果では、ブリルアンゾーンの一部でCe 4$$f^{1}_{5/2}$$と4$$f^{1}_{7/2}$$ピーク強度比に波数依存性が観測され、Ce 4${it f}$と伝導電子に無視できない混成効果が有ることが分かった。このことは、CeAgSb$$_{2}$$のあまり大きくない電子比熱係数と関係づけることができる。

論文

Magnetic scattering in the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering and Bragg edge transmission from steel

大場 洋次郎*; 諸岡 聡; 大石 一城*; 佐藤 信浩*; 井上 倫太郎*; 足立 望*; 鈴木 淳市*; 土山 聡宏*; Gilbert, E. P.*; 杉山 正明*

Journal of Applied Crystallography, 49(5), p.1659 - 1664, 2016/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:63.8(Chemistry, Multidisciplinary)

Pulsed neutron sources enable the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering (SANS) and Bragg edge transmission. This simultaneous measurement is useful for microstructural characterization in steel. Since most steels are ferromagnetic, magnetic scattering contributions should be considered in both SANS and Bragg edge transmission analyses. An expression for the magnetic scattering contribution to Bragg edge transmission analysis has been derived. The analysis using this expression was applied to Cu steel. The ferrite crystallite size estimated from this Bragg edge transmission analysis with the magnetic scattering contribution was larger than that estimated using conventional expressions. This result indicates that magnetic scattering has to be taken into account for quantitative Bragg edge transmission analysis. In the SANS analysis, the ratio of magnetic to nuclear scattering contributions revealed that the precipitates consist of body-centered cubic Cu$$_{0.7}$$Fe$$_{0.3}$$ and pure Cu, which probably has 9R structure including elastic strain and vacancies. These results show that effective use of the magnetic scattering contribution allows detailed analyses of steel microstructure.

論文

A-Type antiferromagnetic ordering and the transition of the 5$$f$$ electronic state accompanied by unusual moment reorientation in NpRhGa$$_5$$

浄念 信太郎; 目時 直人; 本多 史憲; 金子 耕士; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.41 - 43, 2006/08

中性子散乱実験によりNpRhGa$$_5$$はT$$_{N1}$$=36KとT$$_{N2}$$=33Kの二段の磁気転移、q=(0 0 1/2)反強磁性ベクトルを持つA-typeの反強磁性秩序を示すことを明らかにした。この物質の磁気構造は面内では強磁性そしてT$$_{N2}$$$$<$$T$$<$$T$$_{N1}$$でNpの磁気モーメントがc軸方向、T$$<$$T$$_{N2}$$では[1 1 0]に平行であることが、磁気構造解析及び10テスラ高磁場中性子散乱実験によって明らかになった。T$$_{N2}$$において非常に大きな磁気モーメントのとびが生じ、磁気モーメントの方向が変わるとともに5$$f$$電子状態に大きな変化が生じることを明らかにした。磁気形状因子の測定によりNpRhGa$$_5$$の磁性がおもに軌道磁気モーメントによって担われていることを明らかにし、また5$$f$$電子が遍歴性を示していることがわかった。

論文

Resonant magnetic X-ray scattering study of UPd$$_2$$Al$$_3$$

石井 賢司; 葛下 かおり; 村上 洋一; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.102 - 104, 2006/08

UPd$$_2$$Al$$_3$$$$T_N$$=14.5K以下で生じる反強磁性秩序と$$T_c$$=2K以下での超伝導が共存する興味深い物質である。共鳴X線磁気散乱により磁性と超伝導の結合を議論するためにも、$$T_c$$を越える実験の前に、それぞれの吸収端での共鳴の性質を知っておく必要がある。そのために、われわれは$$T_c < T < T_N$$においてUの$$M_1$$から$$M_4$$吸収端までの吸収端での共鳴X線磁気散乱の測定を行った。$$M_4$$吸収端での非常に大きな共鳴に加えて、$$3p_{1/2}$$から$$6d$$への遷移に対応する$$M_2$$吸収端でも共鳴が観測された。一方、$$M_1$$及び$$M_3$$吸収端での共鳴は小さいものであった。

論文

Advanced design of high-intensity beam transport line in J-PARC

坂元 眞一; 明午 伸一郎; 藤森 寛*; 原田 正英; 今野 力; 春日井 好己; 甲斐 哲也; 三宅 康博*; 池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.638 - 641, 2006/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.29(Instruments & Instrumentation)

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設は、強力なプローブとして中性子ビームやミューオンビームを提供する実験施設である。それらの2次ビームは、3GeV陽子ビーム輸送ライン(3NBT)を通して供給される大強度陽子ビームにより生成される。大きなエミッタンスを持つ陽子ビームを非常に低いビーム損失率で輸送するために、ビーム光学やそれを実現する機器の設計を実施した。一方で、3NBTには大きなビームロスがある中間標的も設置される。この串刺し標的方式の実現のために、強い放射線で引き起こされるさまざまな問題の対策を考案し設計に反映した。

論文

Magnetic susceptibility of multiorbital systems

久保 勝規; 堀田 貴嗣

Journal of the Physical Society of Japan, 75(1), p.013702_1 - 013702_4, 2006/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:57.78(Physics, Multidisciplinary)

常磁性相における帯磁率に対する軌道縮退の効果を平均場近似の範囲内で調べる。ある結晶場下では、磁気モーメントは2つの独立したモーメント、例えばスピンモーメントと軌道モーメントの和になる。そのような場合、帯磁率は2つの異なるキュリー・ワイス則の和になり、キュリー・ワイス則からずれる。そのような振舞いは、$$d$$電子系の$$t_{2g}$$基底状態や、$$f$$電子系の$$Gamma_8$$基底状態において観測されることが期待される。この理論の適用例として、UO$$_2$$とNpO$$_2$$の帯磁率の温度依存性の違いの説明を試みる。その結果、この温度変化の違いはNpO$$_2$$の八極子モーメントの効果として、自然に理解できることがわかった。

論文

$$R$$-dependence of spin exchange interactions in $$R$$MnO$$_{3}$$ ($$R$$ = Rare-Earth Ions)

梶本 亮一; 望月 秀記*; 吉澤 英樹*; 新谷 寛*; 木村 剛*; 十倉 好紀*

Journal of the Physical Society of Japan, 74(9), p.2430 - 2433, 2005/09

 被引用回数:33 パーセンタイル:79.02(Physics, Multidisciplinary)

A型反強磁性秩序を示すPrMnO$$_{3}$$と長距離磁気秩序を示すTbMnO$$_{3}$$のマグノン励起を中性子非弾性散乱実験によって調べた。LaMnO$$_{3}$$の結果(K. Hirota $textit{et al.}$)も合わせて議論することで$$R$$イオンの違いによるスピン交換相互作用の系統的な変化を明らかにした。$$R$$イオンの半径が小さくなるにつれて$$ab$$面内の最近接サイト間の交換相互作用は急激に減少し、TbMnO$$_{3}$$では有限の次近接サイト間交換相互作用が存在する。対照的に$$c$$軸方向の交換相互作用の$$R$$依存性は非常に小さい。これらの結果は、$$R$$MnO$$_{3}$$における磁気構造の変化は最近接サイト間相互作用と次近接サイト間相互作用の競合によって引き起こされるという説(T. Kimura $textit{et al.}$)と整合している。

論文

Neutron scattering study on 5f itinerant antiferromagnet UPdGa$$_5$$

池田 修悟; 目時 直人; 芳賀 芳範; 金子 耕士; 松田 達磨; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 359-361, p.1030 - 1032, 2005/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:6.58(Physics, Condensed Matter)

われわれはGaフラックス法を用いて、UPdGa$$_5$$の単結晶を育成することに成功した。帯磁率は弱い温度依存性を示すとともに、異方性も小さく、5$$f$$が遍歴的であると考えられる。また$$T_N$$=31Kにおいて、帯磁率とともに電気抵抗が急激に減少することを明らかにした。また中性子回折から、磁気構造が$${Q}$$=[0,0,1/2]で表されることを見いだした。0.33$$mu$$$$_{B}$$の大きさを持つ$$c$$軸に平行なウランの磁気モーメントが、$$c$$面内では強磁性的に、面間では反強磁性的に結合している構造となっている。

論文

High-temperature magnetic investigations on uranium compounds

Galatanu, A.; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 青木 大*; 竹内 徹也*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 74(5), p.1582 - 1597, 2005/05

 被引用回数:36 パーセンタイル:80.41(Physics, Multidisciplinary)

これまでわれわれが育成したウラン化合物について、温度800Kまでの高温磁化率測定を行った。これらの磁化率測定の結果から、ウラン化合物では5f電子状態が局在的なものからパウリ常磁性的なものまで極めて幅広い磁性がみられるが、室温以上の十分高温では、局在的なキュリーワイス則に従う振舞いに、ほとんどの物質が回復することが明らかになった。セリウム化合物と比べると、局在的な振舞いは比較的高温であることも明らかとなった。

論文

Antiferromagnetic and ferromagnetic phases of UCu$$_2$$Si$$_2$$

松田 達磨; 芳賀 芳範; 池田 修悟; Galatanu, A.; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 359-361, p.1069 - 1071, 2005/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.86(Physics, Condensed Matter)

正方晶UCu$$_2$$Si$$_2$$の高純度単結晶育成にスズフラックス法により成功した。そして、磁化率,磁化測定を行った。その結果、温度106Kにおいて反強磁性になり、さらに100K以下において強磁性転移することを初めて明らかにした。さらに磁気特性は結晶構造に起因するとみられる極めて大きな異方性を示す。磁化容易軸はc軸で、難易軸はa軸であることを明らかにした。また飽和磁気モーメントは、1.8$$mu_{rm B}$$/Uと、ウラン化合物としては比較的大きいことも明らかにした。

論文

High-energy resolution inelastic neutron scattering experiment on magnetic fracton dispersion in near-percolating three-dimensional Heisenberg antiferromagnet, RbMn$$_{0,4}$$Mg$$_{0.6}$$F$$_{3}$$

伊藤 晋一*; 梶本 亮一; Adams, M. A.*

Journal of the Physical Society of Japan, 74(1), p.279 - 282, 2005/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:27.56(Physics, Multidisciplinary)

パーコレーション濃度近傍の三次元ハイゼンベルク反強磁性体RbMn$$_{0.4}$$Mg$$_{0.6}$$F$$_{3}$$の低温($$T=1.5$$K)における磁気フラクトンを高エネルギー分解能($$Delta E=17.5mu$$eV)非弾性中性子散乱実験により研究した。フラクトンの分散は$$hbaromega=q^z$$($$q$$は波数)の分散関係に従うことがわかった。指数$$z$$は2.5と求まり、理論の予測通り三次元系のフラクタル次元 ($$D_f=2.48$$)と良い一致を示している。

論文

O 2$$p$$ hole-assisted electronic processes in the Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$ (x=0.0, 0.3) system

Ibrahim, K.*; Qian, H. J.*; Wu, X.*; Abbas, M. I.*; Wang, J. O.*; Hong, C. H.*; Su, R.*; Zhong, J.*; Dong, Y. H.*; Wu, Z. Y.*; et al.

Physical Review B, 70(22), p.224433_1 - 224433_9, 2004/12

 被引用回数:27 パーセンタイル:73.88(Materials Science, Multidisciplinary)

プラセオジム,ストロンチウム,マンガン酸化物が巨大磁気抵抗を持つ要因を明らかにするため、二種の組成の酸化物(Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$(x=0.0, 0.3))について、酸素K-吸収端のX線吸収スペクトル(XAS)及びO 1$$s$$2$$p$$2$$p$$共鳴オージェ電子スペクトル(AES)を測定した。XAS, AESスペクトル双方の結果から、Pr$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$にホールをドープすると、酸素2$$p$$軌道のホールの状態密度が増加することがわかった。これはSr$$^{2+}$$をドープしてMn$$^{4+}$$を増加させるなどのホールドープにより、ホールがMn 3$$d$$軌道の$$e$$$$_{g}$$状態から酸素の2$$p$$軌道に移ることを意味している。これらの結果から、酸素2$$p$$軌道に存在するホールが巨大磁気抵抗などの電子物性を決定する重要な要因であることを明らかにした。

論文

Magnetic structure of CoO studied by neutron and synchrotron X-ray diffraction

富安 啓輔*; 稲見 俊哉; 池田 直*

Physical Review B, 70(11), p.184411_1 - 184411_6, 2004/11

 被引用回数:40 パーセンタイル:83.1(Materials Science, Multidisciplinary)

289K以下でCoOは三回軸に平行な伝播ベクトルで表される長距離磁気秩序を示す。しかしながら格子は四回軸と三回軸の混ざった単斜晶にひずむ。この矛盾を明らかにするためにわれわれは中性子回折実験と放射光X線回折実験を単結晶CoOに対して行い、新しい四回軸に平行な伝播ベクトルで表される一連の磁気反射を転移点以下で見いだした。この結果は正方晶と三方晶の伝播ベクトルを持ったCoOの新しい磁気構造を提案するもので、これは単斜晶の対称性を持ち、格子のひずみとも一致する。

論文

Damage evaluation techniques for FBR and LWR structural materials based on magnetic and corrosion properties along grain boundaries

星屋 泰二*; 高屋 茂*; 上野 文義; 根本 義之; 永江 勇二*; 三輪 幸夫; 阿部 康弘*; 近江 正男; 塚田 隆; 青砥 紀身*

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 29(4), p.1687 - 1690, 2004/06

高速炉(FBR)及び軽水炉(LWR)の構造材料の劣化評価のため、結晶粒界に沿った磁気及び腐食特性に基づく新しい評価技術の開発に着手した。経年化したFBR構造材料に対し、磁気的方法を適用し、き裂発生以前の初期段階のクリープ損傷を非破壊検出することができる。そこで、クリープ損傷を受けた常磁性のステンレス鋼について、自然磁化に対する負荷応力の効果を調べた。一方、イオン照射したステンレス鋼の粒界近傍の腐食特性及び光磁気特性はそれぞれAFM及びKerr効果顕微鏡を用いて評価した。これらの劣化はCr欠乏等の粒界近傍の性質変化によって引き起こされた。この結果、原子炉構造材料の劣化進行過程の初期段階は、粒界に沿った磁気及び腐食特性によって検出できることがわかった。

論文

Single crystal growth and magnetic property of UNiSb$$_2$$

池田 修悟; 松田 達磨; Galatanu, A.; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276(1), p.62 - 63, 2004/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:35.11(Materials Science, Multidisciplinary)

私達は、自己フラックス法により反強磁性体UNiSb$$_2$$の単結晶育成に成功した。磁化率は、準2次元正方晶の結晶構造を反映して、高い異方性があることがわかった。磁化容易軸は$$c$$軸であることもわかった。この結果は、中性子散乱実験の結果とも一致している。

論文

Microislands in tokamaks

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:21.22(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。

論文

Phonon density of states in Sr$$_{2}$$FeCoO$$_{6-delta}$$ and SrBaFeCoO$$_{6-delta}$$; Effects induced by magnetic order and transport coherence

Rykov, A. I.*; 野村 貴美*; 澤田 嗣郎*; 三井 隆也; 瀬戸 誠*; 為ヶ井 強*; 徳永 将史*

Physical Review B, 68(22), p.224401_1 - 224401_7, 2003/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:44.11(Materials Science, Multidisciplinary)

遷移金属酸化物Sr$$_{2}$$FeCoO$$_{6-delta}$$, SrBaFeCoO$$_{6-delta}$$の低温での磁気相転移温度近傍における核共鳴非弾性散乱測定を行った。測定結果では、転移温度(Tc$$sim$$150K)に温度を下げるのにしたがい、非弾性散乱スペクトルの低エネルギー成分(14meV)に見られるピークが顕著に増加し、転移温度以下では分裂することが観測された。また、Tc以下では、20meV近傍のメインバンドエッジ部に顕著なソフトニングも観測された。本論文では、実験結果についての報告と、格子振動のソフトニングが、材料の磁気相転移発現時の超交換相互作用の変調効果によるものであることを示す。

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