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論文

Atom-photon coupling from nitrogen-vacancy centres embedded in tellurite microspheres

Ruan, Y.*; Gibson, B. C.*; Lau, D. W. M.*; Greentree, A. D.*; Ji, H.*; Ebendorff-Heidepriem, H.*; Johnson, B. C.*; 大島 武; Monro, T. M.*

Scientific Reports (Internet), 5, p.11486_1 - 11486_7, 2015/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.22(Multidisciplinary Sciences)

A technique for creating high quality tellurite microspheres with embedded nano-diamonds (NDs) containing nitrogen-vacancy (NV) centers was developed. TZN tellurite glass (TeO$$_{2}$$-ZnO-Na$$_{2}$$O) was fabricated in-house using the melt-quench technique and was formed to be glass fiber with a diameter of 0.16 mm. During this process, NDs with NV centers which were created by electron irradiation at 2 MeV were added into TZN tellurite glass above 690 $$^{circ}$$C. To obtain uniformly dispersed ND solutions, the NDs were processed using strong acid reflux and ultra-sonication before the mixture with TZN tellurite glass. This method can realize very bright fluorescence of the NVs in the NDs at room temperature. It is concluded that this new approach can be applied to a robust way of creating cavities for use in quantum and sensing applications.

論文

Coherent control of single spins in silicon carbide at room temperature

Widmann, M.*; Lee, S.-Y.*; Rendler, T.*; Son, N. T.*; Fedder, H.*; Paik, S.*; Yang, L.-P.*; Zhao, N.*; Yang, S.*; Booker, I.*; et al.

Nature Materials, 14(2), p.164 - 168, 2015/02

 被引用回数:251 パーセンタイル:0.53(Chemistry, Physical)

Single silicon vacancy (V$$_{Si}$$) in silicon carbide (SiC) was studied from the point of view of single photon source for quantum computing. The V$$_{Si}$$ centers were created in high purity semi-insulating hexagonal (4H)-SiC by 2 MeV electron irradiation with fluences up to 5$$times$$10$$^{15}$$ /cm$$^{2}$$. No subsequent annealing was carried out. A couple of solid immersion lens (SIL) with 20 $$mu$$m diameter were created on samples by ion milling using 40 keV Ga focused ion beam. A typical home-built confocal setup was used after optimizing for emission in the wavelength range around 900 nm. As a result, optically detected electron spin resonance (ODMR) for V$$_{Si}$$ was observed at room temperature (RT). Using ODMR, Rabi oscillations were also observed, and the Rabi frequency increased with increasing applied-magnetic field. In addition, spin relaxation time T$$_{1}$$ and T$$_{2}$$ were detected to be 500 $$mu$$s and 160 $$mu$$s, respectively.

論文

Nanodiamond in tellurite glass, 2; Practical nanodiamond-doped fibers

Ruan, Y.*; Ji, H.*; Johnson, B. C.*; 大島 武; Greentree, A. D.*; Gibson, B. C.*; Monro, T. M.*; Ebendorff-Heidepriem, H.*

Optical Materials Express (Internet), 5(1), p.73 - 87, 2015/01

 被引用回数:15 パーセンタイル:24.75(Materials Science, Multidisciplinary)

Tellurite glass fibers with embedded nanodiamond are attractive materials for quantum photonics applications. Reducing the loss of these fibers in the 600-800 nm wavelength range of nanodiamond fluorescence is essential to exploit the unique properties of nanodiamond in the new hybrid material. We reported the origin of loss in nanodiamond-doped glass and impact of glass fabrication conditions, as part I. In this study, we report the fabrication of nanodiamond-doped tellurite fibers with significantly reduced loss in the visible through further understanding of the impact of glass fabrication conditions on the interaction of the glass melt with the embedded nanodiamond. We fabricated nanodiamond with Nitrogen-Vacancy (NV) centers by 2 MeV electron irradiation at 1$$times$$10$$^{18}$$ /cm$$^{2}$$ and subsequent annealing at 800 $$^{circ}$$C. The nanodiamonds with NV centers were added into molten Tellurite glass. Tellurite fibers containing nanodiamond with concentrations up to 0.7 ppm-weight were fabricated, while reducing the loss by more than an order of magnitude down to 10 dB/m at 600-800 nm.

論文

Interplay between oxidized monovacancy and nitrogen doping in graphene

Hou, Z.*; Shu, D.-J.*; Chai, G.-L.*; 池田 隆司; 寺倉 清之*

Journal of Physical Chemistry C, 118(34), p.19795 - 19805, 2014/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:67.7(Chemistry, Physical)

非貴金属触媒やナノ電子デバイス材料として注目されている窒素ドープグラフェンには、多くの場合、窒素量と同程度かそれ以上の酸素が含まれている。我々は、グラフェンの単空孔は複空孔やストーンウェルズ欠陥よりもしばしば観察され、より化学的に活性であることから、酸化単空孔と窒素ドーパントの相互作用を密度汎関数計算により調べた。温度と酸素、水素ガスの分圧の関数として窒素未ドープ酸化単空孔と窒素ドープ酸化単空孔の相図を求めた。また単空孔の酸化と窒素ドープによる電子構造の変化を調べた。我々の計算結果からエーテル基が酸化単空孔での安定構造に共通して存在し、ほとんどの安定構造ではキャリアがドープされないことがわかった。

論文

Negative magnetoresistance of pyrolytic carbon and effects of low-temperature electron irradiation

岩瀬 彰宏; 石川 法人; 岩田 忠夫*; 知見 康弘; 仁平 猛*

Physical Review B, 60(15), p.10811 - 10819, 1999/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:70.38(Materials Science, Multidisciplinary)

熱分解黒鉛を35K以下で電子線照射し、磁気抵抗、ホール電圧を0-6Tの磁場下で、照射量の関数として測定した。測定結果をSimple Two Bandモデルを用いて解析し、以下のことがわかった。熱分解黒鉛の負の磁気抵抗は、電子に対してアクセプタとして働く格子欠陥、系の2次元性、欠陥によってブロードニングした2次元ランダウレベルの存在によって生じる。

論文

L X-ray spectra of Fe and Cu by 0.75 MeV/u H, He, Si and Ar ion impacts

影山 拓良*; 川面 澄*; 高橋 竜平*; 荒井 重義*; 神原 正*; 大浦 正樹*; Papp, T.*; 金井 保之*; 粟谷 容子*; 竹下 英文; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 107(1-4), p.47 - 50, 1996/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.42

高速のイオン-原子衝突では内殻電子の励起・電離が起きる。KX線については従来多くの研究があるが、LX線は複雑な遷移を有するため研究例が少ない。本研究では、0.75MeV/uのH, He, SiおよびArイオンによってFe及びCuターゲットから放出されるLX線スペクトルを高分解能結晶分光器を用いて測定した。その結果、H及びHeに較べてSiやArイオンではスペクトルがより複雑な構造を持つことが分かった。理論計算との比較から、多重空孔の生成がスペクトルの複雑化の原因であることを明らかにした。

論文

Irradiation induced stress relaxation and high temperature doformation behavior of neutron irradiated Ti based shape memory alloys

星屋 泰二; 後藤 一郎; 近江 正男; 安藤 弘栄; 江南 和幸*; 西川 雅弘*

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.818 - 822, 1994/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:62.9(Materials Science, Multidisciplinary)

原子力関連機器設計において、構成材料の弾性力を利用した構成要素の拘束・支持機構の設計が数多くなされてきた。最近、こうした構造材料の弾性力が、照射中に急激に低減・消滅する照射誘起応力緩和現象の存在が深刻な課題となっている。母相の弾性力を形状回復力として利用する形状記憶合金においても、同現象は不可避の問題である。本報告では、JMTRにおいてTiNi及びTiPd系形状記憶合金の中性子照射実験を実施し、照射誘起応力緩和機構を解明するとともに、TiPd系合金の中性子照射挙動について明らかにすることを目的とした。照射後の応力緩和実験結果から、照射下における形状記憶合金の応力緩和機構は、格子間原子以外の空孔の挙動に大きく左右され、空孔依存型の現象であること、さらに、環境温度を制御することによって、この応力緩和が抑制できることを見出した。

論文

Effect of neutron irradiation on deformation behavior in TiPd-Cr high temperature shape memory alloys

星屋 泰二; 後藤 一郎; 近江 正男; 安藤 弘栄; 江南 和幸*; 山内 清*

Shape Memory Materials and Hydrides (Trans. of Materials Research Soc. Jpn., Vol. 18B), 0, p.1025 - 1028, 1994/00

TiPd系形状記憶合金は、Fe,Cr,Vなど第三元素を添加することによって、変態開始温度を800Kから室温まで任意に調整できることから、高温作動型の実用形状記憶合金として期待されている。本報告では、TiPd系形状記憶合金の変形挙動に及ぼす中性子照射効果を解明することを目的とした。JMTRにおいて、TiPd系合金の中性子照射実験後、照射後高温引張試験を実施した。その結果、TiPd-3Cr,TiPd-4Cr合金では、中性子照射によるMs温度及びAs温度変化は小さいこと、さらに、照射したTiNi合金の場合と同様の照射誘起擬弾性を呈することを見出した。また、照射後のヤング率に関する温度依存性から、TiPd系合金のマルテンサイト変態に及ぼす照射の影響は小さく、同合金特有の損傷回復の大きさと関連することを明らかにした。

論文

A Positron lifetime study of defects in neutron-irradiated Si

A.Li*; H.Huang*; D.Li*; S.Zheng*; H.Du*; S.Zhu*; 岩田 忠夫

Japanese Journal of Applied Physics, 32(3), p.1033 - 1038, 1993/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:54.35(Physics, Applied)

中性子照射したSiについて陽電子寿命測定を行い、100~800$$^{circ}$$Cにおける欠陥のアニーリングを調べた。陽電子寿命スペクトルの2成分フィッティングを行った。第1成分は完全結晶中のfreeな陽電子及びmonovacancy-substitutional oxygen complexesに捕獲された陽電子の平均に対応し、第2成分はdivacancyまたはdivacancy-substitutional oxygen complexes及びquadrivacancy-substitutional oxygen complexesに捕獲された陽電子の平均に対応するものであることを示した。2成分データをトラッピング模型によって解析し、これらのvacancy型欠陥による陽電子捕獲率(欠陥濃度に比例する)を求めた。これらの欠陥のアニーリングを議論した。

論文

Vacancy-type defects in Cd, Al, Si, and GaAs studied using variable-energy positron beam

高村 三郎; 伊藤 泰男*

Physica Status Solidi (B), 172(2), p.529 - 537, 1992/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:91.21(Physics, Condensed Matter)

各種材料をイオン照射して空孔型欠陥を導入し、これにエネルギー可変の低速陽電子ビームを当てて、空孔型欠陥の深さ分布を測定した。イオン照射後昇温し、空孔の回復に伴う陽電子消滅でのSパラメータの変化を調べ、解析を行った。

論文

Effect of additives on irradiation-induced change of lattice parameter in ThO$$_{2}$$

赤堀 光雄; 福田 幸朔

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(9), p.841 - 847, 1991/09

少量の添加物(Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$,CaO,Y$$_{2}$$O$$_{3}$$)を加えたThO$$_{2}$$の照射による格子定数変化を調べた。照射による格子定数の増加は、純ThO$$_{2}$$及び(Th,U)O$$_{2}$$よりも大きくなるが、添加物の種類、量による差異は認められなかった。また、結晶粒径の効果に関した簡単なモデルを提案した。

論文

$$omega$$-like diffraction anomaly in the premartensitic $$beta$$$$_{1}$$ phase of AuCuZn$$_{2}$$ alloy

永澤 耿*; 喜田 和枝*; 森井 幸生; 渕崎 員弘; 片野 進; 舩橋 達; H.R.Child*

Mater. Trans. JIM, 32(11), p.1011 - 1016, 1991/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:56.42(Materials Science, Multidisciplinary)

Heusler型結晶構造をもつ$$beta$$$$_{1}$$相AuCuZn$$_{2}$$合金について(H$$pm$$2/3,K$$pm$$2/3,L$$pm$$4/3)と(H$$pm$$2/3,K$$pm$$2/3,L$$pm$$4/3)の逆格子点にあわられる$$omega$$ピーク状の回折ピークをX線と中性子を用いて調べた。このピークは不完全規則B$$_{2}$$相において、670KでHensler型規則構造へと変態する際の規則化を担う空孔が、ある種の規則配列をしたために起こることが判明した。この空孔は急冷処理によってHeusler型構造の中に凍結されると、$$omega$$ピーク状回折異常をもたらし、その後の昇温により空孔がなくなると、回折異常も消滅する。[111]LA、[112]TAフォノン分散関係の特徴も以上の結論を支持している。

論文

Ion irradiation effects on critical current of superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O films

高村 三郎; 星屋 泰二; 有賀 武夫; 小桧山 守*

Japanese Journal of Applied Physics, 28(8), p.L1395 - L1397, 1989/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.79(Physics, Applied)

Bi-Sr-Ca-Cu-O超電導薄膜を室温で400KeV Heイオン照射し、照射後の昇温に伴う臨界温度の回復過程を調べた。200~500$$^{circ}$$Cの焼鈍によって臨界温度および常電導状態での電気抵抗は急激に回復する。超電導110K相は、600$$^{circ}$$C焼鈍によって成長する。焼鈍する時の雰囲気として空気中で行ったとき、真空中で行ったときの差違を議論する。

論文

Electrical conductivity of oxygen deficient urania-yttria solid solutions

大道 敏彦; 竹下 英文; 福島 奨; 前多 厚

Journal of Nuclear Materials, 151, p.90 - 94, 1987/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:24.34(Materials Science, Multidisciplinary)

酸素空孔を含むf.c.c型ウラニア-イットリア固溶体の電気伝導度を室温から400$$^{circ}$$Cにわたってチッ素(99.99%up)中で測定した。約200$$^{circ}$$C以上で電気伝導度は酸化のために上昇し、温度上昇、下降時の伝導度-温度曲線に差異が見られた。伝導度の値を固溶体中のU$$^{5}$$$$^{+}$$に局在したホールをキャリアと仮定して、スモールポーラロンモデルで評価した。酸素空孔はキャリアの移動を防げるような作用をする。

論文

Rippled pattern of image in HVEM irradiated nickel

佐々木 茂美; 實川 資朗; 岩田 忠夫; 菱沼 章道

Japanese Journal of Applied Physics, 25(12), p.L964 - L966, 1986/12

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

照射によって金属中に導入される点欠陥集合体の形成のメカニズムを知ることを目的として、ニッケルの電子線照射を超高圧電子顕微鏡を用いて行なった。その結果、420kの温度での照射で、これまでに見出されている格子間原子型転位ループおよびその近傍に生ずる積層欠陥四面体とは独立に、新たな変調構造が見出された。この変調構造は観察に用いた反射ベクトル(〔200〕反射)にほぼ直角でおよそ50ナノメートル間隔の縞模様から成っている。簡単な考察から、この縞模様は原子置換衝突によって電子入射面近傍に生じた原子空孔過剰層に数十ナノメートルの間隔で形成された小さな原子空孔型転位ループに由来することが推論される。

論文

Identification of small point defect clusters by high resolution electron microscopy

西田 雄彦; 出井 数彦

Point Defects and Defect Interactions in Metals, p.705 - 707, 1982/00

アルミニウム金属結晶中における、小さな点欠陥クラスタ(格子間原子ループや空孔ループ、ボイドなど)の多波格子像が、マルチ・スライス理論により、種々の結像条件のもとで計算された。その解析結果から、これらの欠陥の微細構造同定に関する情報は、高い加速電圧(500KV)でのschezer焦点外れ条件の像で、多く得られることが明らかになった。

論文

On the relation between lattice parameter and O/M ratio for uranium dioxide-trivalent rare earth oxide solid solution

大道 敏彦; 福島 奨; 前島 厚; 渡辺 斉

Journal of Nuclear Materials, 102, p.40 - 46, 1981/00

 被引用回数:120 パーセンタイル:0.39(Materials Science, Multidisciplinary)

UO$$_{2}$$と3価希土類酸化物(RO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$,R=Y,Gd,EuおよびNd)の間の固溶体の格子定数とO/M比を調べた。U$$_{1}$$$$_{-}$$$$_{y}$$R$$_{y}$$O$$_{2}$$$$_{.}$$$$_{0}$$$$_{0}$$およびU$$_{1}$$$$_{-}$$$$_{y}$$R$$_{y}$$O$$_{2}$$$$_{-}$$$$_{y}$$$$_{/}$$$$_{2}$$の2種の型の固溶体を識別した。それぞれの固溶体の格子定数挙動を蛍石型格子を形成するイオンの半径を用いて論議した。前者の型の固溶体では、U$$^{4}$$$$^{+}$$の酸化状態は5価であることが分った。後者の型の格子定数を解析することにより、酸素空孔の半径、r$$_{o}$$$$_{v}$$,はO$$^{2}$$$$^{-}$$イオンの半径より約10%大きいことが判明した。このr$$_{o}$$$$_{v}$$とは別に酸素空孔の見かけ上の仮想的半径r$$_{o}$$$$^{ast}$$$$_{v}$$を定義した。このr$$_{o}$$$$^{ast}$$$$_{v}$$を用いてU$$_{1}$$$$_{-}$$$$_{y}$$Pu$$_{y}$$O$$_{2}$$$$_{-}$$$$_{x}$$の格子定数挙動を説明した。

論文

Stability of vacancy due to noncentral force interactions in diamond structural crystals

田次 邑吉

Journal of the Physical Society of Japan, 48(4), p.1237 - 1244, 1980/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.81(Physics, Multidisciplinary)

放射線照射によって材料中に生じた空孔が安定に存在し得る理由を明らかにする事は、損傷の計算機シミュレーションの基本の一つであるが、また充分解明されていない。ここでは、ダイヤモンド晶系のSiやGeにおける空孔の形成が古典的な多体問題としてシミュレーションにより研究される。原子間相互作用として、原子間距離のみに依存する中心力ばかりでなく、ボンドの曲りにも依存する非中心力も扱う。完全結晶の中央部より1原子を除去し、その周囲の原子を緩和させる時、中心力相互作用のみでは結晶の表面を固定しても安定した空孔は得られない。非中心力相互作用の場合は、結晶表面を自由にしておいても、安定した空孔が形成され、形成エネルギーも相互作用に固有になる。これは、空孔の周辺に「硬い殻」がつくられるためである。SiとGeに対して、1空孔の形成,移動エネルギー,2空孔の形成エネルギーが示される。

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