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(BiTe
)
superlattice films by Te desorption from a pristine BiTe film日下 翔太郎*; 佐々木 泰祐*; 角田 一樹; 一ノ倉 聖*; 出田 真一郎*; 田中 清尚*; 宝野 和博*; 平原 徹*
Applied Physics Letters, 120(17), p.173102_1 - 173102_5, 2022/04
被引用回数：4 パーセンタイル：34.41(Physics, Applied)We fabricated superlattice films composed of Bi bilayers (BLs) and BiTe quintuple layers (QLs) by annealing pure BiTe films. It was found that Te desorbs from the QL to form the BL with an activation energy of 2.7 eV. Eventually two distinct stoichiometric phases were formed, Bi
Te (QL-BL-QL) and Bi
Te (QL-BL), as evidenced by scanning transmission emission microscopy measurements. The surface-state dispersion was measured with angle-resolved photoemission spectroscopy and the topological nature of each sample is discussed. Our method offers a convenient and simple way to fabricate superlattice films with different topological properties.
Te/BiTe down to 6 K深澤 拓朗*; 日下 翔太郎*; 角田 一樹; 橋爪 瑞葵*; 一ノ倉 聖*; 竹田 幸治; 出田 真一郎*; 田中 清尚*; 清水 亮太*; 一杉 太郎*; et al.
Physical Review B, 103(20), p.205405_1 - 205405_6, 2021/05
被引用回数：10 パーセンタイル：51.55(Materials Science, Multidisciplinary)We successfully fabricated a MnBiTe/BiTe heterostructure by incorporating Mn and Te inside the topmost quintuple layer of BiTe, as unambiguously confirmed by LEED I-V scanning transmission electron microscopy measurements. The surface-state Dirac cone of the heterostructure showed little change compared to that of the pristine BiTe and X-ray magnetic circular dichroism measurements showed that the system was paramagnetic down to 5.6 K. These results are in contrast to the previous works on related materials that showed magnetic order around 10 K as well as theoretical predictions and suggests the intricacy of the magnetic properties of two-dimensional van der Waals magnets.
下出 敦夫*; 荒木 康史
Physical Review B, 103(15), p.155202_1 - 155202_8, 2021/04
被引用回数：2 パーセンタイル：10.80(Materials Science, Multidisciplinary)軸性磁気効果(Axial magnetic effect: AME)は軸性磁場がエネルギー流を誘起する、異常輸送現象の一種である。本研究では軸性磁場を含む相対論的ウィルソンフェルミオン、及び捻れのあるディラック半金属の模型において、AMEを数値的に調べた。バルク中ではAMEにより有限のエネルギー流が得られ、特に前者の模型の低エネルギー領域においては、このエネルギー流は場の理論による導出と合致した。その一方、どちらの模型においても系全体で平均すると、エネルギー流は表面の寄与によりゼロとなることが明らかになった。軸性磁場はゼーマン磁場の空間変調として解釈されるため、空間変調したエネルギー磁化を誘起する。本研究で扱ったAMEによるエネルギー流は、このエネルギー磁化に対応した磁化エネルギー流として解釈でき、したがって輸送測定では検出できない成分であると理解される。
K
Fe
As出田 真一郎*; 村井 直樹; 中島 正道*; 梶本 亮一; 田中 清尚*
Physical Review B, 100(23), p.235135_1 - 235135_7, 2019/12
被引用回数：3 パーセンタイル：13.30(Materials Science, Multidisciplinary)BaKFeAs has an exotic physical property where that the C-SDW phase suddenly changes to the C
-magnetic phase and superconductivity is suppressed within a narrow composition range around x = 0.25. We have investigated the doping dependence of the electronic structure of BaKFeAs using angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and found an anomaly in the superconducting (SC) gap structure only for x = 0.25 in both the hole and electron Fermi surfaces (FSs). We also propose that the mechanism of a newly observed double-resonance peak by inelastic neutron scattering is understandable by the SC gap obtained by ARPES. Our discovery reveals the important relationship between the C- magnetic phase and superconductivity, and provides an opportunity to survey the underlying relationship between the SC gap and resonance mode in the hole-doped iron-based superconductor.
大饗 千彰*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 川口 健太郎*; 久間 晋*; 宮本 祐樹*; 永園 充*; 中嶋 享*; 中野 逸夫*; 繁政 英治*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034301_1 - 034301_10, 2016/03
被引用回数：8 パーセンタイル：49.84(Physics, Multidisciplinary)Previous experimental studies of superradiance (SR) in multi-level systems have been explainable using the predictions of the well-known simple two-level SR model. However our recent study using EUV free-electron laser excitation of helium atoms, where SR was observed at wavelengths of 502 nm, 668 nm, and 728 nm, revealed behaviour which necessitates a full multi-level treatment of the SR development. In this paper, we report simulations of the initial excitation by the FEL pulses, and the subsequent development of multi-level SR. The results of the simulation reproduce the experimental findings, and reveal that competitive SR on two transitions with a common upper level plays an important role in the development of the system.
中嶋 享*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 久間 晋*; 宮本 祐樹*; 永園 充*; 大饗 千彰*; 富樫 格*; 矢橋 牧名*; 繁政 英治*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 84(5), p.054301_1 - 054301_7, 2015/05
被引用回数：7 パーセンタイル：47.30(Physics, Multidisciplinary)In this paper, we report the results of measurements of the intensities and delays of super-radiance decays from excited helium atoms at multiple wavelengths. The experiment was performed using extreme ultraviolet radiation produced by the free electron laser at the SPring-8 Compact SASE Source test accelerator facility as an excitation source. We observed superradiant transitions on the 1s3p
1s2s (
=502 nm), 1s3d1s2p (=668 nm), and 1s3s1s2p (=728 nm) transitions. The pulse energy of each transition and its delay time were measured as a function of the target helium gas density. Several interesting features of the data, some of which appear to contradict with the predictions of the simple two-level super-radiance theory, are pointed out.
岩山 洋士*; Harries, J.; 繁政 英治*
Physical Review A, 91(2), p.021402_1 - 021402_5, 2015/02
被引用回数：14 パーセンタイル：58.15(Optics)We present extreme-ultraviolet (EUV) fluorescence spectra of Ar clusters irradiated by intense EUV free-electron laser (FEL) pulses focused to intensities of up to 3
10
W/cm
at a wavelength of 51 nm. The spectra reveal fluorescence at wavelengths shorter than that of the incident radiation, which can be assigned to EUV fluorescence lines from excited multiply-charged ions Ar
with 
as high as 6. This demonstrates that charge states as high as 7+ are produced by the FEL irradiation. The cluster size and FEL power dependences of the spectral features suggest that an inhomogeneous distribution of charge within the clusters reduces ionization thresholds at the cluster surface.
Harries, J.; 岩山 洋士*; 沖原 理沙*; 永園 充*; 繁政 英治*
JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.013083_1 - 013083_6, 2014/03
In this article we describe four recent results from "photon-in, photon-out" fluorescence spectroscopy studies using the SPring-8 compact SASE source SCSS. Fluorescence spectroscopy avoids problems due to space charge, and is particularly suited to the highly-intense FEL pulses, since multiple excitations/ionisations occur for each laser shot.
Harries, J.; 繁政 英治*
放射光, 26(6), p.327 - 334, 2013/11
極端紫外(EUV)自由電子レーザー(FEL)光と高密度ヘリウムガスセルを利用して、EUV-FEL由来の超蛍光(集合的自然放出)の観測に世界に先駆けて成功した。超蛍光は、「量子光学」現象の一つであり、新世代光源の利用によって初めて観測が可能となった。より短波長域での観測の可能性を含めて、今後の展望についても議論する。
矢橋 牧名*; 田中 均*; 田中 隆次*; 冨澤 宏光*; 富樫 格*; 永園 充*; 石川 哲也*; Harries, J.; 彦坂 泰正*; 菱川 明栄*; et al.
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(16), p.164001_1 - 164001_19, 2013/08
被引用回数：73 パーセンタイル：94.70(Optics)The concept, design, and performance of Japan's compact FEL facilities, the SPring-8 Compact SASE Source test accelerator (SCSS) and SPring-8 Angstrom Compact free electron LAser (SACLA), and their applications are reviewed. At SCSS, intense, ultrafast FEL pulses at extreme ultraviolet (EUV) wavelengths have been utilized for investigating various multiphoton processes in atoms, molecules and clusters by means of ion and electron spectroscopy. The quantum optical effect superfluorescence has been observed with EUV excitation. A pump-probe technique combining FEL pulses with near infrared laser pulses has been realized to study the ultrafast dynamics of atoms, molecules and clusters in the sub-picosecond regime. At SACLA, deep inner-shell multiphoton ionization by intense X-ray free-electron laser pulses has been investigated. The development of seeded FEL sources for producing transversely and temporally coherent light, as well as the expected impact on advanced science are discussed.
繁政 英治*; 永園 充*; 岩山 洋士*; Harries, J.; 石川 理沙*
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(16), p.164020_1 - 164020_5, 2013/08
被引用回数：2 パーセンタイル：12.54(Optics)Time-resolved extreme-ultraviolet (EUV) fluorescence spectroscopy has been applied to study the multi-photon, single ionization of Ne irradiated by intense EUV-free-electron laser (FEL) pulses at a wavelength of 51 nm. A broad, intense peak at a wavelength of around 46 nm is observed, which is shorter than the incident FEL wavelength. The time-dependence of the fluorescence reveals that the peak has two un-resolved components, which we attribute to the decay of the excited ion states Ne
2s
(S) and 2p
(
P
)3s(P) at 46.0 nm and 44.6 nm. From the observed intensity ratios and fluorescence lifetimes we conclude that the Ne 2p (P)3s(P) state is populated by two-photon resonance-enhancement, via a 2p
3p doubly-excited state of Ne.
Harries, J.; 永園 充*; 岩山 洋士*; 繁政 英治*
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(16), p.164021_1 - 164021_5, 2013/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Optics)Using the third harmonic of the FEL radiation from the SPring-8 compact SASE source SCSS we have studied the effects on SASE (self-amplified stimulated emission) pulses with central wavelengths near 20 nm due to passage through a helium gas cell. The positions of zero ionisation cross-section close to wavelengths corresponding to double-excitations allow operation as an efficient wavelength filter, with effectively 100% transmitted peak intensity until the Doppler-broadening limit is reached. We discuss how the time profile of the SASE pulses is affected, and discuss potential applications.
坪内 雅明; 永井 正也*; 大島 康裕*
Optics Letters, 37(17), p.3528 - 3530, 2012/09
被引用回数：20 パーセンタイル：66.51(Optics)シリコン表面への近赤外光励起により生成されるキャリアは、THz領域の光に強く影響を与えるためTHz光透過の阻害要因となる一方、THz光の光スイッチ等の疑似光学素子としての利用が提案されている。キャリアによる精密なTHz光の光学制御を行うためには、キャリアのシリコン内空間分布とダイナミクスを精査する必要がある。そこで本研究では、光学励起・THz検出時間分解測定法を用いて、シリコン内部のキャリアダイナミクスを直接測定する手法を開発した。
永園 充*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 富樫 格*; 登野 健介*; 矢橋 牧名*; 仙波 泰徳*; 大橋 治彦*; 石川 哲也*; 繁政 英治*
Physical Review Letters, 107(19), p.193603_1 - 193603_5, 2011/11
被引用回数：37 パーセンタイル：81.31(Physics, Multidisciplinary)We have observed and characterized 501.6 nm collective spontaneous emission (superfluorescence) following 1
13
excitation of helium atoms by 53.7 nm free-electron laser radiation. Emitted pulse energies of up to 100 nJ (
10
photons) are observed, corresponding to a photon number conversion efficiency of up to 10%. We observe the peak intensity to scale as 
, and the pulse width and delay with respect to the pump pulse to scale as 
, where 
is the atom number density. Emitted pulses as short as 1 ps are observed, which corresponds to a rate around 75000 times faster than the spontaneous 1312 decay rate. To our knowledge this is the first observation of superfluorescence following pumping in the extreme ultraviolet wavelength region, and extension of the technique to the generation of EUV and X-ray superfluorescence pulses should be straightforward by using suitable atomic systems and pump wavelengths.
-ray beamOmer, M.; 静間 俊行*; 小泉 光生; 羽島 良一*; Zen, H.*; 平 義隆*
no journal, ,
Coaxial high-purity germanium detectors are essential components of high-resolution -ray spectrometers. Indeed, these detectors come in various dimensions with different internal structures. Particularly when the measured -rays are in the form of a directed beam, the detector internal structure may affect the measured -ray spectra significantly. Here we investigate the effect of the internal structure of two different coaxial HPGe detectors using 5.54 MeV -rays generated by laser Compton scattering at the UVSOR III facility. The -ray beam hit the detectors in two configurations, axial and nonaxial. We found that the nonaxial configuration provides higher efficiency and lower background than the axial configuration, which was confirmed using Monte Carlo simulations. Our results provide improvements in the measurement of -ray beams. This work is a contribution of the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) to the International Atomic Energy Agency (IAEA) under the agreement of the coordinated research program (CRP), J02015 (Facilitation of Safe and Secure Trade Using Nuclear Detection Technology - Detection of RN and Other Contraband).
宮崎 康典; 石井 克典; 佐野 雄一; 樋川 智洋; 長坂 将成*; 井垣 翔*; 下條 竜夫*; 熊木 文俊*; 足立 純一*
no journal, ,
核燃料サイクルの確立には放射性廃棄物の適切な処理処分が不可欠である。使用済燃料にはUとPuの核分裂生成物だけではなく、中性子吸収で高次化したマイナーアクチノイド(MA: Am, Cm)が含まれ、その発熱量や長半減期は放射性廃棄物の地層処分に係る負担要因の1つに挙げられている。そのため、MAの選択的分離技術が重要な開発項目になっている。本研究では、MAを選択的に分離する抽出剤N,N,N',N',N'',N''-hexaoctylnitorilotriacetamide(HONTA)の凝集やコンディショニングにおける酸の影響を明らかにするため、軟X線吸収分光(XAS)実験を行い、量子化学計算と比較することで、酸との会合構造等を考察した。
静間 俊行*; Omer, M.; 羽島 良一*; 小泉 光生; Zen, H.*; 大垣 英明*; 平 義隆*
no journal, ,
Nuclear resonance fluorescence (NRF) is a process in which atomic nuclei absorb and emit gamma rays. Because the emitted gamma rays have energies specific to each nuclide, it is possible to identify the nuclide by measuring the energy of emitted NRF gamma rays. In transmission NRF, a gamma-ray beam that passes through an absorption target is irradiated to another target (called witness plate, WP) which consists of the same nuclide as the absorption target, and NRF gamma rays emitted from the WP target are measured. The absorption amount of gamma rays in transmission NRF depends on the temperature of absorption and WP targets due to the Doppler broadening of resonant width. Therefore, the temperature of the absorption or WP targets may affect the time and sensitivity of the measurement. To study the temperature dependence of the self-absorption, we irradiated Pb-206 samples at room or LN2 temperatures with a laser Compton scattering (LCS) gamma-ray beam at the ultraviolet synchrotron orbital radiation (UVSOR)-III facility, National Institutes of Natural Sciences Institute for Molecular Science. We will present the experimental technique of transmission NRF and the results of the measurements. This work is a contribution to the International Atomic Energy Agency under the coordinated research program, J02015 (Facilitation of Safe and Secure Trade Using Nuclear Detection Technology - Detection of RN and Other Contraband).
静間 俊行*; Omer, M.; 羽島 良一*; 小泉 光生; Zen, H.*; 大垣 英明*; 平 義隆*
no journal, ,
分子科学研究所UVSOR施設において、レーザーコンプトン線を用いたPb-206の透過型の核共鳴蛍光散乱(NRF)実験を行った。通常のNRFの測定では、線ビームをターゲットに照射し、散乱線を測定する。そのため、基底状態への分岐比b
を乗じた散乱強度G*bが求まる。一方、透過型のNRFでは、吸収ターゲットを透過した線ビームを吸収ターゲットと同じ核種からなる別のターゲット(Witness Plate、WP)に照射し、WPターゲットから放出されるNRF線を測定する。NRF線の収量は、吸収ターゲットにおける共鳴吸収の大きさに依存するため、その測定から基底状態から共鳴準位への励起強度Gを直接求めることができる。また、通常のNRFの測定結果を用いて、分岐比bが求まる。今回、原理実証を目的としてPb-206ターゲットを用いた測定を行った。本発表では、透過型のNRFの実験手法および測定結果について報告する。
永園 充*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 登野 健介*; 富樫 格*; 仙波 泰徳*; 大橋 治彦*; 矢橋 牧名*; 石川 哲也*; 繁政 英治*
no journal, ,
実験はSCSS試験加速器施設で行われた。He原子を試料とし、SCSSからの極紫外自由電子レーザー(EUV-FEL)の波長を1s1s3p共鳴励起相当に合わせ、高濃度のHe原子に照射し、その1s3p1s2s脱励起過程に伴う蛍光(波長=501nm)の時間発展をガス濃度の関数としてストリークカメラにより計測した。He原子濃度が高くなるに従い、遅延時間が短くなり、パルス幅も狭くなっている様子が明確に見いだせた。観測結果の詳細な解析により、EUV-FEL光により励起されたHe原子が、原子集団として蛍光を放出する、超蛍光現象が起きていることが確認された。なお、半導体検出器による強度測定から、入射EUV-FEL光強度に対する超蛍光の変換効率は約10%と見積もられた。超蛍光の観測は、FELの利用研究としては現時点までで唯一のものである。EUV励起による超蛍光は、今回のような可視発光のみならず、1s3p1s2脱励起によるEUV発光においても同様の振る舞いが観測されている。超蛍光は、特殊な環境下で起こる集団的発光現象であり、条件さえ整えば、XFEL励起によるX線超蛍光の観測も可能であると考えられる。SACLAの利用により、研究が大きく進展することが期待される。
を用いた放射光高速エッチングビームラインの設計と製作中井 直史*; 宇野 秀隆*; Zhang, Z.*; 手老 龍吾*; 鈴井 光一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 牧村 哲也*; 村上 浩一*; 宇理須 恒雄*
no journal, ,
分子科学研究所のUVSOR施設では、シリコン基板にガス化したXeFを作用させながら白色放射光を照射することで高速エッチングを行うための白色放射光ビームラインを設計,製作した。既存のビームラインに差動排気装置を増設し、実験装置は新たに製作した。固体状のXeFを昇華させ、シリコン基板をガス状のXeF分子に暴露した状態をつくり、そこに白色放射光を照射してシリコンの放射光励起エッチングを行う。シリコンに吸着したフッ素がフッ化シリコンとして脱離しやすいために高速のエッチングが実現できた。
