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論文

Electric field effect on the magnetic domain wall creep velocity in Pt/Co/Pd structures with different Co thicknesses

小山 知弘*; 家田 淳一; 千葉 大地*

Applied Physics Letters, 116(9), p.092405_1 - 092405_5, 2020/03

AA2019-0550.pdf:0.91MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:0(Physics, Applied)

The electric field (EF) modulation of magnetic domain wall (DW) creep velocity $$v$$ in Pt/Co/Pd structure with perpendicular magnetic anisotropy (MA) has been studied. The structures with different Co thickness $$t_mathrm{Co}$$ up to $$sim 1$$ nm are investigated. In all samples, applying a gate voltage induces a clear change in $$v$$. Thicker samples provide a higher $$v$$ modulation efficiency, and the $$v$$ modulation magnitude of more than a factor of 100 times is observed in the thickest $$t_mathrm{Co}$$ of 0.98 nm. The parameter characterizing the creep motion is significantly affected by the EF, resulting in the modulation of $$v$$. Unlike the $$v$$ case, the MA modulation efficiency decreases with increasing $$t_mathrm{Co}$$. The present results are discussed based on the EF-induced change in the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction (iDMI), which has been recently demonstrated in the same structure, and $$t_mathrm{Co}$$ dependence of the DW energy. The $$t_mathrm{Co}$$ dependence of the $$v$$ modulation suggests that the EF effect on the iDMI is more important than the MA.

論文

Electric field control of magnetic domain wall motion via modulation of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction

小山 知弘*; 仲谷 栄伸*; 家田 淳一; 千葉 大地*

Science Advances (Internet), 4(12), p.eaav0265_1 - eaav0265_5, 2018/12

AA2018-0306.pdf:0.57MB

 被引用回数:26 パーセンタイル:86.18(Multidisciplinary Sciences)

Pt/Co/Pd非対称構造において電場が磁壁速度を制御できることを示す。ゲート電圧を印加すると、50m/sまでの磁壁速度の著しい変化が観察され、これは以前の研究で観察されたものよりはるかに大きい。さらに、100m/sを超える磁壁速度の明確な変調も確認した。電場による界面のDzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)の数パーセントまでの変化が、速度変調の原因であることがわかった。ここに示されているDMIを介した速度変化は、電場による異方性変調によって引き起こされるものとは根本的に異なるメカニズムである。本結果は、スピントロニクスデバイスの性能を向上させることができるDMI制御によるスピン構造とダイナミクスの電気的操作への道を開くものである。

論文

Analysis of maximum voltage transient of JT-60SA toroidal field coils in case of fast discharge

Novello, L.*; Cara, P.*; Coletti, A.*; Gaio, E.*; Maistrello, A.*; 松川 誠; Philipps, G.*; Tomarchio, V.*; 山内 邦仁

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(2), p.4700507_1 - 4700507_7, 2016/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.33(Engineering, Electrical & Electronic)

The voltage transient appearing across and inside the toroidal field (TF) coils of JT-60SA in case of fast voltage variation, such as a safety discharge operated by the quench protection circuit (QPC), can be significantly high. In fact, the voltage distribution between coils and inside the winding can be not uniform during fast transient, being influenced by the presence of parasitic capacitances. A simplified electrical model of the TF coils has been developed to investigate this aspect. The obtained model has been used in conjunction with an electrical model of the TF circuit elements, including a simplified model of the QPC. The worst case in terms of transient voltage applied to the winding has been identified, corresponding to a fault to ground occurring just after QPC operation. It has been verified that the resulting voltage is largely inside the coil insulation capability defined by performed insulation voltage tests.

論文

Simulation study of radial dose due to the irradiation of a swift heavy ion aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy; The Effect of emission angles of secondary electrons

森林 健悟

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part B), p.592 - 595, 2015/12

Aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy and to study cluster DNA damage, we have been developing a simulation model for radial dose due to the irradiation of a heavy ion. Now, two types of radial dose distributions have been available in the treatment planning system for heavy particle cancer therapy. However, these distributions had been developed without the detailed examinations of physical phenomena that occur near the trajectory of an incident ion, though this region is important to estimate the cell survival. The progress of computers allows us to execute such detailed examinations through simulations and to obtain radial dose closer to reality. We compare radial dose distribution obtained from our simulations with the conventional distributions and we suggest which conventional ones should be selected according to incident ion energies. Our simulation model, which has become possible in this century, is the only way to examine physical phenomena that occurs near the trajectory of an incident ion now as far as we know.

論文

Geodesic-acoustic-mode in JFT-2M tokamak plasmas

井戸 毅*; 三浦 幸俊; 神谷 健作; 浜田 泰司*; 星野 克道; 藤澤 彰英*; 伊藤 公孝*; 伊藤 早苗*; 西澤 章光*; 小川 宏明; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 48(4), p.S41 - S50, 2006/04

 被引用回数:119 パーセンタイル:96.8(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mトカマクにおいて重イオンビームプローブ(HIBP)を用いてプラズマ内部における測地的音波モード(Geodesic Acoustic mode, GAM)に伴うポテンシャル揺動及び密度揺動の同時計測を行った。ポテンシャル揺動はプラズマ境界内側で極大値を持っていること,この構造内で周波数はほぼ一定であること,このモードが径方向へ伝播していること、及びGAMが背景乱流に影響を及ぼしていることなどを明らかにした。背景乱流への影響の程度は理論モデルの予測とほぼ一致していることがわかった。

論文

Small saturation moment due to the crystalline electric field effect for $$T_h$$ site symmetry in the ferromagnet UFe$$_4$$P$$_{12}$$

松田 達磨; Galatanu, A.; 芳賀 芳範; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 辺土 正人*; 上床 美也*; 竹内 徹也*; 杉山 清寛*; 金道 浩一*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(9), p.2533 - 2538, 2004/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.43(Physics, Multidisciplinary)

立方晶強磁性体UFe$$_4$$P$$_{12}$$の単結晶育成に成功し、その単結晶を用いて電気抵抗,比熱,磁化率及び高磁場中磁化測定を行った。強磁性転移温度3.1K,飽和磁化1.3$$mu_{rm B}$$/Uまた磁化の温度依存性について、5$$f^2$$をもとにした結晶場モデルによって説明を試みた。

論文

Correlation of crystal structures with electric field gradients in the fluorite- and pyrochlore-type compounds in the Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$-ZrO$$_{2}$$ system

Wang, J.*; 音部 治幹; 中村 彰夫; 竹田 満洲雄*

Journal of Solid State Chemistry, 176(1), p.105 - 110, 2003/11

 被引用回数:12 パーセンタイル:41.15(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

メスバウア分光法及び粉末X線回折法,点電荷モデルによる計算を用いて、蛍石型及びパイロクロア型構造を持つGd$$_{x}$$Zr$$_{1-x}$$O$$_{2-x/2}$$(0.18$$<$$x$$<$$0.62)の結晶構造とGd周りの電場勾配の相関を調べた。 理想的なパイロクロア構造(x=0.5)の時、四極子結合係数は特徴的に最大になることがわかった。また、点電荷モデルによる計算と電場勾配を比較することにより、提案されているパイロクロア構造を基礎にした構造モデルの有効性を検討した。

論文

Generation of radial electric field induced by collisionless internal kink mode with density gradient

松本 太郎; 徳田 伸二; 岸本 泰明; 内藤 裕志*

Physics of Plasmas, 10(1), p.195 - 203, 2003/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:17.84(Physics, Fluids & Plasmas)

高温プラズマにおける磁力線の再結合現象の要因として、温度上昇に伴い低減する電子の衝突による抵抗に加えて、温度に依存しない電子慣性などのプラズマの粒子性に起因する運動論的な効果が重要な役割を担うと考えられる。本研究ではプラズマ中における鋸歯状振動の内部崩壊現象の非線形的な振る舞いを解明するために、ジャイロ運動論的粒子モデルに密度勾配の効果を考慮した無衝突m=1モードのシミュレーションを行ってきた。完全磁気再結合過程は変化させない程度の密度勾配が、自己形成径電場、すなわちm=0モードを生成し、この径電場が二次再結合及び安全係数分布の時間発展等の完全再結合後の現象を大きく変化させることが明かにされた。径電場の成長メカニズムは、イオンと電子のE$$times$$Bドリフトの差異により説明され、その差異は磁場方向の電子の速い運動が引き起こしている。m=1モードによる対照的なフローにより、一度径電場が引き起こされると、m=0モードがm=1モードと同レベルまで成長し、イオン反磁性方向にE$$times$$Bプラズマ回転を駆動する。完全再結合後の密度及び電流分布、そして安全係数の最小値は、m=1及びm=0モードによる非対称フローによって大きく影響される。

論文

Multichannel motional stark effect diagnostic discriminating radial electric field in the JFT-2M tokamak

神谷 健作; 木村 晴行; 星野 克道; 伊世井 宣明; 川島 寿人; 小川 宏明; 小川 俊英; 都筑 和泰; 上原 和也; JFT-2Mグループ

Review of Scientific Instruments, 72(7), p.2931 - 2935, 2001/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:41.2(Instruments & Instrumentation)

JFT-2M装置において、径電場分布の同時測定が可能な運動シュタルク効果を用いるプラズマ電流密度分布(内部ポロイダル磁場分布)計測装置を開発した。JFT-2M装置における2系統の加熱用水素中性粒子ビーム(電流方向、及び逆電流方向入射)を一つの光学系から同時に、かつ接線方向の視線で見込むことにより、高空間分解能で、かつ径電場に対する感度が最も良くなる。L-modeプラズマについて初期データを取得できた。磁場のピッチ角、及び径電場の測定精度はそれぞれ0.1$$^{circ}$$,4kV/m程度であり、この場合の時間分解能は約10msである。

報告書

JFT-2Mにおける多チャンネルMSE測定装置

神谷 健作; 三浦 幸俊

JAERI-Tech 2000-090, 17 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2000-090.pdf:0.97MB

運動シュタルク効果(Motional Stark Effect)を用いたプラズマ電流密度分布(内部ポロイダル磁場分布),及び径電場分布計測についてJFT-2M装置における加熱用水素中性粒子ビーム(電流方向,及び逆電流方向入射)を用いることで検討した。JFT-2MのP10ポートを利用することにより、2系統のビームを同時に、かつ接線方向の視線で見込むことができ、高空間分解能の計測が可能となる。さらにDual-MSEの手法を用いて径電場の寄与を分離し、精度良く磁場のピッチ角($$gamma_{p}$$=Tan$$^{-1}$$(B$$_{p}$$/B$$_{T}$$))と径電場が求められる。偏光角が0.1°の精度で測定できた場合、径電場はおよそ4.0[kV/m]程度の精度で求められることがわかった。

論文

Multichordal charge exchange recombination spectroscopy on the JT-60U tokamak

小出 芳彦; 逆井 章; 坂本 宜照; 久保 博孝; 杉江 達夫

Review of Scientific Instruments, 72(1), p.119 - 127, 2001/01

 被引用回数:37 パーセンタイル:84.49(Instruments & Instrumentation)

JT-60U用荷電交換分光装置を開発した。本装置は、加熱用中性粒子ビームと完全電離炭素イオンとが荷電交換反応を行う際の発光スペクトルを分光測定し、そのドップラー拡がり、ドップラーシフト、発光強度からそれぞれ、イオン温度、プラズマ回転速度、炭素密度の情報を得るものである。本装置は以下の特徴を有する。(1)対物光学系等、JT-60U装置と直接接触する部品は、真空容器のベーキング温度である300度の耐熱性を持つと同時にディスラプションに伴う振動に耐える機械的強度を持つ(60gの加速度に耐えることを衝撃試験により確認)。(2)空間、時間に関して、十分な分解能(5cm,16.7ms)と測定点数(59空間点,900時刻点)を持つ。(3)ビームを見ない光学系の併用によりデータ処理を簡略化し、導出した物理情報が実験の方針決定に反映できる程度の高速処理を実現した。本論文では、装置の構成、較正方法、得られた空間分布データを示す。

論文

Gyro-kinetic particle simulation of m=1 internal kink mode in the presence of density gradient

松本 太郎; 徳田 伸二; 岸本 泰明; 滝塚 知典; 内藤 裕志*

プラズマ・核融合学会誌, 75(10), P. 1194, 1999/10

プラズマにおける鋸歯状振動の内部崩壊現象の非線形的な振る舞いを解明するために、ジャイロ運動論的粒子モデルに密度勾配の効果を考慮し、円柱プラズマにおける運動論的m=1内部キンクモードのシミュレーションを行った。一様密度の場合の成長率よりも小さい反磁性周波数を与える密度勾配は、このモードの線形成長課程に及ぼす影響は小さく、プラズマは完全磁気再結合を伴って内部崩壊することが示された。しかし、再結合後に自己生成する径電場のために、非線形課程が大きく変化することが明らかになった、これは、一様密度の場合に得られたトロイダル電場の対照的な流れは、非一様密度の場合は密度勾配によって生じる径電場により対称性が破られることが原因と考えられる。この結果、電流の再集中が阻害され、二次的な磁力線再結合が抑制されることが明らかになった。本発表では、数値トカマク研究におけるこれらの成果を報告する。

論文

Complex behavior of internal collapse due to self-generated radial electric field

松本 太郎; 徳田 伸二; 岸本 泰明; 滝塚 知典; 内藤 裕志*

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.2, p.97 - 100, 1999/00

プラズマ中における鋸歯状振動の内部崩壊現象の非線形的な振る舞いを解明するために、ジャイロ運動論的粒子モデルに密度勾配の効果を考慮し、円柱プラズマにおける運動論的m=1内部キンクモードのシミュレーションを行った。一様密度の場合の内部キンクモードの成長率よりも反磁性周波数が小さい場合、密度勾配は内部キンクモードの線形成長率に与える影響は小さく、磁力線の完全再結合が生じる。しかし、再結合後に自己生成する径電場のために、このモードの非線形過程が大きく変化する結果が得られた。一様密度の場合に得られたトロイダル電流の対称的な流れは、密度勾配によって生じる径電場により対称性が破られる。そのために電流の集中が阻害され、二次的な磁力線の再結合が制御されるという結果が得られた。本発表では、数値トカマク(NEXT)研究におけるこれらの成果を報告する。

論文

境界輸送障壁の形成

三浦 幸俊

プラズマ・核融合学会誌, 74(9), p.968 - 976, 1998/09

輸送障壁とは、Hモードのプラズマ境界に形成される断熱層のことであり、トカマクプラズマでは、そこに密度と温度の急勾配部が形成され、プラズマ全体が嵩上げされることで閉じ込め改善が起こる。この輸送障壁の形成に関して、JFT-2Mの実験結果を中心に、他装置と比較しながら、形成条件、閉じ込め特性、プラズマ回転・径電場との関係について紹介する。

論文

Investigation of causality in the H-L transition on the JFT-2M tokamak

花田 和明*; 篠原 孝司*; 長谷川 真*; 白岩 俊一*; 遠山 濶志*; 山岸 健一*; 大舘 暁*; 及川 聡洋; 戸塚 裕彦*; 石山 英二*; et al.

Fusion Energy 1996, p.885 - 890, 1997/05

H-L遷移時にプラズマ周辺で起こっている現象を静電プローブにより測定し、その因果関係について調べた結果をまとめたものである。ピンを12本つけた静電プローブにより、スクレイプオフ層から主プラズマまでの領域を測定した。最前面にある3本ピンをトリプルプローブとして使用し、電子温度(T$$_{e}$$)と密度(n$$_{e}$$)を決定し、他のピンでは浮遊電位を測定した。浮遊電位と電子温度から求めた空間電子により径電場(E$$_{r}$$)を決定し揺動との関係を調べた。結果は、初めにセパラトリックス内に形成された負の径電場が減少し、次に揺動レベルの増大が起こり、電子温度が減少し、その後He光の増大が起こっていることを明らかにした。ここで、H-モード中に形成されている負の径電場は、-22kV/mであり、電子温度減少の直前で-8kV/mであった。またこの変化に要した時間は約200$$mu$$secである。

論文

Low electric field (0.08V m$$^{-1}$$) plasma-current start-up in JT-60U

芳野 隆治; 関 正美

Plasma Physics and Controlled Fusion, 39(1), p.205 - 222, 1997/01

 被引用回数:30 パーセンタイル:70.26(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、ヘリウム初期ガスとLHRF加熱を併用することにより、0.08V/m$$^{-1}$$(1.7V)の低電圧(低ループ電圧)でのプラズマ着火を達成した。1.5~3.0$$times$$10$$^{-6}$$Torr(2-4$$times$$10$$^{-4}$$Pa)と低い初期ガス圧にもかかわらず、逃走電子は発生していない。LHRF加熱では、初期電離を起こしていないが、放射障壁を通過する時間を短くし、それにつづく30kA以下でのプラズマ電流立上げを安定化した。その結果として、35kAから1MAまで、1.8V以下で、0.2MA/sの電流立上げを実現した。ヘリウム初期ガスは、プラズマ着火電圧を低減するとともに、プラズマ着化を安定化するため、ITERの着火条件を緩和するのに有効である。

論文

Density peaking in the JFT-2M tokamak plasma with counter neutral-beam injection

居田 克巳*; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝; 秀熊 茂*; 三浦 幸俊; 川島 寿人; 森 雅博; 松田 俊明; 鈴木 紀男; 玉井 広史; et al.

Physical Review Letters, 68(2), p.182 - 185, 1992/01

 被引用回数:49 パーセンタイル:86.63(Physics, Multidisciplinary)

Co-NBIからC$$_{TR}$$-NBIにスイッチすることにより、顕著な粒子のピンチとX$$_{eff}$$の減少が起きている。この粒子のピンチは、電場による粒子ピンチのモデルと良い一致を示すことを明らかにした。

論文

Enhanced toroidal rotation in hot-ion mode with nearly balanced neutral beam injection in JT-60

石田 真一; 小出 芳彦; 平山 俊雄

Europhysics Conf. Abstracts of 18th European Conf. on Controlled Fusion & Plasma Physics,Vol. 15C,Pt. l, p.I-165 - I-168, 1991/00

JT-60の高ポロイダルベータ実験において、閉込めの改善を伴なう高イオン温度モードが得られた。準平衡入射の低ビームトルクであるにもかかわらず、閉込めの改善に伴ない、イオン温度や密度分布のピーキングとともに、プラズマ中心領域の順方向トロイダル回転速度が著しく増加し、強い回転シアが観測された。このトロイダル回転特性を、順方向入射と準平衡入射のLモードプラズマとの比較を含めて、詳細に調べた結果を述べている。高イオンモードプラズマは、イオン温度又はイオン温度勾配と中心回転速度のオフセットな比例関係、および中心イオン温度に相当する強い負電位の形成によって特徴付けられることがわかった。JIPP-TIIUで提案された負電場形成モデルとの比較を行い、電場分布が定性的に説明できることを示した。そして、角運動量閉込め時間を評価し、理論と比較するには電場の寄与を考慮することが重要であることを指摘した。

論文

Magnetic flux motion of superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O films after ion irradiation

星屋 泰二; 高村 三郎; 有賀 武夫; 小桧山 守*

Japanese Journal of Applied Physics, 29(8), p.L1443 - L1445, 1990/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:30.22(Physics, Applied)

室温でヘリウム照射した多結晶Bi-Sr-Ca-Cu-O系薄膜について磁場中における電気抵抗の温度依存性を抵抗法を用いて測定した。その結果、低抵抗領域での遷移温度の拡がりは照射フルエンスの増加とともに抑制された。また、実効活性化エネルギーはイオン照射により増加した。これらの変化はイオン照射で導入されたピンニング・センターの存在に起因している。

論文

Fractofusion mechanism

竹田 辰興; 滝塚 知典

Journal of the Physical Society of Japan, 58(9), p.3073 - 3076, 1989/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:79.67(Physics, Multidisciplinary)

低温核融合に関して、フラクトフュージョン機構が調べられた。結晶中のクラック表面の間に生じた電場によって重水素核が加連されて核融合がおこる。発生可能な電位差の大きさを仮定して核融合反応率とエネルギー増倍率を計算した。結果は、低温核融合実験で得られている数値と矛盾が無く、フラクトフェージョン機構が低温核融合を説明し得ることが示された。

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