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論文

Composition dependence of the anomalous Nernst effect in Fe$$_{4-x}$$Mn$$_{x}$$N and Fe$$_{4-y}$$Co$$_{y}$$N films

Yin, W.*; 伊藤 啓太*; 坪和 優佑*; 辻川 雅人*; 白井 正文*; 梅津 理恵*; 高梨 弘毅

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 628, p.173157_1 - 173157_8, 2025/09

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2025.173157
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

Fe$$_{4}$$N exhibits a large anomalous Nernst effect (ANE), which motivates a systematic study of enhancing the anomalous Nernst coefficient (S$$_{rm ANE}$$) by modulating its electronic and magnetic structures. In this study, Mn and Co substitution effects for Fe in Fe$$_{4}$$N on S$$_{ANE}$$ were investigated. Fe$$_{4-x}$$Mn$$_{x}$$N and Fe$$_{4-y}$$Co$$_{y}$$N films in wide ranges of x and y were grown epitaxially on MgO(001) and (LaAlO$$_{3}$$)$$_{0.3}$$(Sr$$_{2}$$TaAlO$$_{6}$$)$$_{0.7}$$(001) substrates, respectively, using molecular beam epitaxy. The S$$_{rm ANE}$$ value of the Fe$$_{4}$$N film is suppressed by substituting Fe with Mn or Co. By measuring the ANE, Seebeck effect, and anomalous Hall effect, the transverse thermoelectric conductivity ($$alpha_{xy}$$) was evaluated. The composition dependence of S$$_{ANE}$$ was dominated by the change of $$alpha_{xy}$$ for both Fe$$_{4-x}$$Mn$$_{x}$$N and Fe$$_{4-y}$$Co$$_{y}$$N films. First-principles calculations were conducted for the transverse electric conductivity ($$sigma_{xy}$$) and $$alpha_{xy}$$ of Fe$$_{4}$$N and Fe$$_{3.1}$$Co$$_{0.9}$$N, and large $$alpha_{xy}$$ leading to large S$$_{ANE}$$ was predicted in Fe$$_{3.1}$$Co$$_{0.9}$$N.

報告書

燃料デブリ分析のための超微量分析技術の開発(委託研究); 令和5年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*

JAEA-Review 2024-064, 118 Pages, 2025/06

JAEA-Review-2024-064.pdf:6.73MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和5年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という。)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(1F)の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和元年度に採択された研究課題のうち、「燃料デブリ分析のための超微量分析技術の開発」の令和元年度から令和5年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、燃料デブリの取り扱い、臨界管理、保管管理等に必要な性状把握において、キーとなるアクチノイド核種の化学分析を中心に、最適な試料前処理・分離・分析プロセスを開発し、将来計画されている燃料デブリ分析の効率化・合理化を図るとともに、一連の研究業務における人材育成を通し、1F廃炉推進に資することを目的とする。特に、近年分析化学分野、放射化学分野で成果を上げつつある誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS/MS)を原子力分野に応用することにより、測定核種を単離するための前処理をせずに高精度で分析できる手法を開発し、分離前処理を省力化し、迅速な分析工程を確立するとともに大学、企業を含めた体制が構築された。

論文

Spin-current volume effect on iron gallium films

Huang, Y.-C.*; 吉川 貴史; 他5名*

Applied Physics Letters, 126(9), p.092403_1 - 092403_6, 2025/03

https://doi.org/10.1063/5.0239164
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)

The application of spin-current volume effect (SVE) with volume magnetostriction of iron gallium (FeGa) films is examined for micro-diaphragm actuation. A silicon diaphragm measuring 1.5$$times$$1.5 mm$$^{2}$$ is coated with Pt (100-nm-thick) and FeGa (100-nm-thick) thin films. An alternating charge current passed through the FeGa/Pt/Si diaphragm under a magnetic field perpendicular to the charge current generates an alternating spin current via the spin Hall effect in the Pt film, transferring angular momentum from the Pt film to the FeGa film. The injected spin current provides energy and changes the effective temperature, thereby varying the thermal fluctuation of the magnetic moments. In a magnetic material with volume magnetostriction, the thermal fluctuation of the magnetic moments affects its volume. When the spin fluctuations change, the volume magnetostriction induces a corresponding expansion or contraction of the material. Both electrodeposited and ion-beam sputter-deposited FeGa films are investigated, and it is observed that the FeGa film exhibits SVE. The force generated by the SVE is evaluated based on the vibration amplitude at the fundamental resonant mode. This study demonstrates that the force generated by the SVE is correlated with the volume magnetostriction and the deposition process.

論文

Feasibility study of reactor radiation photon spectroscopy in Fugen for nuclear decommissioning

冠城 雅晃; 宮本 勇太; 森 教匡; 岩井 紘基; 手塚 将志; 黒澤 俊介*; 田川 明広; 高崎 浩司

Journal of Nuclear Science and Technology, 62(3), p.308 - 316, 2025/03

https://doi.org/10.1080/00223131.2024.2417786
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)

Nuclear decommissioning has recently accelerated, particularly following the accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, Tokyo Electric Power Holdings. $$gamma$$-ray/X-ray (radiation photon) spectroscopy provides information on the types of radionuclides with radiation photon emissions. Radiation photon spectroscopy in a control rod guide tube positioned at the center of Fugen was conducted. Fugen is a prototype advanced thermal reactor with 165 MWe electric power generation that is being decommissioned. The dose rates measured in a control rod guide tube positioned at the center of the reactor were 4.1 - 9.1 Gy/h. The dose rate considerably increased at a position close to a tank that contained $$^{60}$$Co caused by the radioactivation of stainless steel. Radiation photon spectroscopy was performed without radiation shielding, identifying $$^{60}$$Co with an energy resolution better than 5.4% at 1333 keV and $$^{94}$$Nb with an energy resolution better than 5.9% at 871 keV.

論文

Intrinsic low-temperature magnetic properties on ultraclean UTe$$_2$$ with $$T_c$$ = 2.1 K revealed by $$^{125}$$Te NMR

松村 拓輝*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 他13名*

Physical Review B, 111(9), p.094507_1 - 094507_9, 2025/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.094507
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

To investigate the intrinsic magnetic properties of UTe$$_2$$, we performed $$^{125}$$Te-NMR measurements on the ultra-clean single-crystalline UTe$$_2$$ with superconducting transition temperature $$T_c$$ = 2.1 K and compared the results with those of the $$T_c$$ = 1.6 K sample. The broadening of the linewidth of the NMR spectrum in the a-axis magnetic field and the low-temperature magnetic fluctuations observed in the 1.6 K sample are suppressed in the ultra-clean sample, indicating that such magnetic properties originate from a tiny amount of U deficiency. The present results suggest that the magnetic properties in UTe$$_2$$ are sensitive to the U deficiency. We also observed a peculiar angular dependence of the NMR quantities due to large magnetic anisotropy with the a-axis as the magnetic easy axis.

論文

Pseudotunnel magnetoresistance in twisted van der Waals Fe$$_3$$GeTe$$_2$$ homojunctions

小幡 玲二*; 齊藤 英治; 吉川 貴史; 他13名*

Advanced Materials, 37(8), p.2411459_1 - 2411459_11, 2025/02

https://doi.org/10.1002/adma.202411459
 被引用回数：1 パーセンタイル：84.76(Chemistry, Multidisciplinary)

Twistronics, a novel engineering approach involving the alignment of van der Waals (vdW) integrated two-dimensional materials at specific angles, has recently attracted significant attention. Novel nontrivial phenomena have been demonstrated in twisted vdW junctions (the so-called magic angle), such as unconventional superconductivity, topological phases, and magnetism. However, there have been only few reports on integrated vdW layers with large twist angles $$theta_t$$, such as twisted interfacial Josephson junctions using high-temperature superconductors. Herein, vdW homojunctions of the thin-magnetic flakes, Fe$$_{3}$$GeTe$$_{2}$$ (FGT), with large $$theta_t$$ ranging from 0 to 90 deg, without inserting any tunnel barriers are assembled. Nevertheless, these vdW homojunctions exhibit tunnel-magnetoresistance (TMR) like behavior (pseudo-TMR (PTMR) effect) with the ratios highly sensitive to the $$theta_t$$ values, revealing that the vdW gap at the junction interface between the twisted FGT layers behaves like a tunnel barrier and the $$theta_t$$ serves a control parameter for PTMR by drastically varying magnitudes of the lattice-mismatch and the subsequent appearance of antiferromagnetic (AFM) spin alignment. First-principles calculations considering vacuum gaps indicate strong dependence of TMR on the $$theta_t$$ driven by the sixfold screw rotational symmetry of bulk FGT. The present homojunctions hold promise as a platform for novel AFM spin-dependent phenomena and spintronic applications.

論文

Electronic phase diagram of itinerant electron metamagnet UCoAl

前田 瑞穂*; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; 白崎 謙次*; 木村 憲彰*

Journal of the Physical Society of Japan, 94(2), p.024707_1 - 024707_6, 2025/01

https://doi.org/10.7566/JPSJ.94.024707
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)

We investigate the pressure dependence of the magnetoresistivity and Hall resistivity for an itinerant-electron metamagnet UCoAl. The first-order metamagnetic transition point varies as a function of hydrostatic pressure and terminates at the critical pressure 2.0 GPa. The electronic system, however, does not show criticality at this pressure but extends to higher pressures, unlike the usual quantum critical behavior.

論文

Nanoscale visualization of crack tips inside molten corium-concrete interaction debris using 3D-FIB-SEM with multiphase positional misalignment correction

宮田 穂高*; 吉田 健太*; 小無 健司*; Du, Y.*; 北垣 徹; 菖蒲 敬久; 嶋田 雄介*

Microscopy, p.dfaf005_1 - dfaf005_10, 2025/00

https://doi.org/10.1093/jmicro/dfaf005
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Microscopy)

Characterizing the fuel debris in Fukushima reactors is essential for developing efficient removal methods. This study analyzed Fe-ZrSiO$$_{4}$$-based and (Zr, U)SiO$$_{4}$$ fuel debris using advanced electron microscopy techniques. At crack tips, a metallic phase of polycrystalline Fe, Cr$$_{2}$$O$$_{3}$$, and ZrO$$_{2}$$ with dimples (2-58 $$mu$$) was observed, with a dislocation density of 2.1 $$times$$ 10$$^{14}$$ m$$^{-2}$$, much higher than typical annealed Fe. A 3D reconstruction revealed a core-shell structure with a (U, Zr)O$$_{2}$$ core (1-5 $$mu$$) and a (Zr, U)SiO$$_{4}$$ shell (2-9 $$mu$$) in the molten corium-concrete interaction debris.

論文

Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in nonmagnetic/noncollinear-antiferromagnetic bilayers

山根 結太*; 荒木 康史; 深見 俊輔*

Physical Review B, 111(14), p.144412_1 - 144412_9, 2025/00

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.144412
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

We study the Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI) appearing at the interface of a nonmagnetic/noncollinear-antiferromagnetic bilayer. The DMI is an antisymmetric exchange interaction between neighboring magnetic spins, arising in the absence of an inversion center between the spins, the explicit expression of which is dictated by system symmetry. We formulate the interfacial DMI for different crystalline orientations of the noncollinear antiferromagnet with a stacked-kagome lattice structure. From this formulation, we show that, when the kagome planes are perpendicular to the sample film plane, the DMI serves as a uniaxial magnetic anisotropy for the antiferromagnetic order parameter. Our findings reveal an important physical manifestation of a DMI, shedding light on microscopic mechanisms of the magnetic anisotropy in noncollinear antiferromagnets.

報告書

革新的アルファダスト撮像装置と高線量率場モニタの実用化とその応用(委託研究); 令和4年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*

JAEA-Review 2024-016, 61 Pages, 2024/12

JAEA-Review-2024-016.pdf:2.88MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和4年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という。)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究および人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和4年度に採択された研究課題のうち、「革新的アルファダスト撮像装置と高線量率場モニタの実用化とその応用」の令和4年度分の研究成果について取りまとめたものである。ここでは、2つの検出器の開発を実施している。1つ目は、作業員の安全の確保のための$$alpha$$線核種の炉内の分布を明らかにする技術の実現を目指し、スミヤろ紙上に付着するより細かい$$alpha$$線核種を含む微細なダストの詳細な分布を可視化することを可能にする技術の開発である。初年度にあたることから研究開始時は資材等の準備から始まり優れた位置分解能、高感度化を目指した検出素子などの材料開発、光検出器などのハードおよびソフトウェアといった準備を順調に行うことができた。令和4年度末までに発光波長が500-800nmの目標値の中に入る材料の開発などを実施することができた。2つ目の検出器は、光ファイバーを用いた超高線量率場での線量率モニタの開発である。こちらについても、高感度化を目指した検出素子などの材料開発およびシミュレーション体系の構築といった準備を順調に行うことができた。そして目標発光波長である650-1,000nmを満たす当該材料の開発を行うことができた。加えて、モニタとしての実証試験も実施して、80mSv/h未満から1kSv/h以上までの線量のダイナミックレンジを有することが分かり、現場適用に対応可能な検出器の開発が進められた。

論文

Atom-vacancy-defect-derived electric hysteresis loops and stochastic low-frequency noises in few-atom layer MoS$$_2$$

小杉 美央子*; 吉川 貴史; 齊藤 英治; 他10名*

ACS Applied Materials & Interfaces, 16(46), p.64190 - 64196, 2024/11

https://doi.org/10.1021/acsami.4c13147
 被引用回数：2 パーセンタイル：30.18(Nanoscience & Nanotechnology)

Atom-vacancy-defects present in various materials yield numerous interesting physical phenomena, even obstructing high performance in some cases. On the other hand, their valuable applications to novel devices, such as nitrogen vacancy centers in diamond for quantum bits, have gathered significant attention. In particular, these tendencies become more substantial in two-dimensional (2D) (atomically) thin van der Waals layers. However, correlations with various kinds of atom defects are still under exploration. Herein, we find the stochastic behaviors of large hysteresis loops with strong photoresponse in the static electrical properties in few-atom layer semiconductors, molybdenum disulfide (MoS$$_{2}$$). The temperature dependence and transmission electron microscopy reveal that they arise from pairs of two neighboring in-plane S-vacancy defects, which predominantly present only around the interface at the MoS$$_{2}$$ flake/substrate, with activation energies similar to 0.35 eV. The low-frequency ($$f$$) (LF) noise measurements clarify a high f shift in the two 1/$$f$$ 2-dependent regimes, implying stochastic behaviors of electric charges through the S-vacancy pairs with high-speed charge(spin) transitions across low kinetic energy barriers between narrow discrete states. The shallow energy sates are formed from the highly uniform S-vacancy pairs interacting with Mo atoms, which act like quantum dots. The observed stochastic operation holds promise for various application, particularly for probabilistic neuromorphic computation in artificial intelligence.

論文

Clear reduction in spin susceptibility and superconducting spin rotation for $$H||a$$ in the early-stage sample of spin-triplet superconductor UTe$$_2$$

北川 俊作*; 徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 他11名*

Journal of the Physical Society of Japan, 93(12), p.123701_1 - 123701_5, 2024/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.93.123701
 被引用回数：2 パーセンタイル：64.46(Physics, Multidisciplinary)

We report the re-measurement of the $$a$$-axis spin susceptibility component in an early-stage sample of the spin-triplet superconductor UTe$$_2$$ with the transition temperature of $$T_{rm SC}$$ = 1.6 K. Using Knight-shift measurements along the $$b$$ axis and at a 10-degree tilt from the $$b$$ axis towards the $$a$$ axis, we accurately determined the $$a$$-axis component without directly measuring the $$a$$-axis Knight shift. The experiment reveals that the previously reported absence of the reduction in Knight shift is attributed to the missing of signal from the superconducting region and to the detection of residual signals from the non-superconducting region instead.

論文

Enhanced magnetism derived from pore-edge spins in thin Fe$$_3$$GeTe$$_2$$ nanomeshes

小幡 玲二*; 吉川 貴史*; 齊藤 英治; 他7名*

Nanotechnology, 35(47), p.475601_1 - 475601_9, 2024/11

https://doi.org/10.1088/1361-6528/ad6fa2
 被引用回数：1 パーセンタイル：35.22(Nanoscience & Nanotechnology)

The growth of two-dimensional van der Waals magnetic materials presents attractive opportunities for exploring new physical phenomena and valuable applications. Among these materials, Fe$$_{3}$$GeTe$$_{2}$$ (FGT) exhibits a variety of remarkable properties and has garnered significant attention. Herein, we have for the first time created a nanomesh structure-a honeycomb-like array of hexagonal nanopores-with the zigzag pore-edge atomic structure on thin FGT flakes with and without oxidation of the pore edges. It is revealed that the magnitude of ferromagnetism (FM) significantly increases in both samples compared with bulk flakes without nanomeshes. Critical temperature annealing results in the formation of zigzag pore edges and interpore zigzag-edge nanoribbons. We unveil that the non-oxide (O) termination of the Fe dangling bonds on these zigzag edges enhances FM behavior, while O-termination suppresses this FM by introducing antiferromagnetic behavior through edge O-Fe coupling. FGT nanomeshes hold promise for the creation of strong FM and their effective application in magnetic and spintronic systems.

論文

Nonferroelectric phase with loss of cycloidal magnetic structure in Tb$$_{0.515}$$Gd$$_{0.485}$$Mn$$_{2}$$O$$_{5}$$

石井 裕太*; 坂倉 輝俊*; 石川 喜久*; 鬼柳 亮嗣; Lustikova, J.*; 青山 拓也*; 大串 研也*; 若林 裕助*; 木村 宏之*; 野田 幸男*

Physical Review B, 110(18), p.184404_1 - 184404_7, 2024/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.110.184404
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

Neutron-scattering measurements were employed to investigate the magnetic ordering in Tb$$_{1-x}$$Gd$$_{x}$$Mn$$_{2}$$O$$_{5}$$ (x = 0.485) enriched with the $$^{160}$$Gd isotope, a member of multiferroic RMn$$_{2}$$O$$_{5}$$ (R = rare-earth element) compounds. This material, at low temperatures, exhibits commensurate magnetic (CM) ordering, which drives electric polarization. Notably, electric polarization diminishes as the temperature decreases further, while the CM ordering persists. Magnetic structure analyses revealed that a cycloidal magnetic structure along the c axis transforms into a sinusoidal-like structure, resulting in the nonferroelectric phase, whereas a collinear magnetic structure in the ab plane exhibits no significant change. The findings suggest that the cycloidal magnetic structure plays a key role in inducing electric polarization in the CM ordering of the present material.

論文

Oxide particles in oxide dispersion strengthened steel neutron-irradiated up to 158 dpa at Joyo

外山 健*; 丹野 敬嗣; 矢野 康英; 井上 耕治*; 永井 康介*; 大塚 智史; 宮澤 健; 光原 昌寿*; 中島 英治*; 大沼 正人*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 599, p.155252_1 - 155252_14, 2024/10

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2024.155252
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

高速実験炉「常陽」で中性子照射した14Cr-ODS鋼(MA957)中の酸化物の安定性について3D-APとTEMを用いて評価を行った。中性子照射は、(502$$^{circ}$$C, 130dpa)、(589$$^{circ}$$C, 154dpa)及び(709$$^{circ}$$C, 158dpa)の3条件で実施した。709$$^{circ}$$C照射では僅かな数密度の減少が認められたが、酸化物は高い数密度を有しており、相対的に照射前後で顕著な変化は確認されず安定に存在していた。これらのことから、ODS鋼は、700$$^{circ}$$C照射で約160dpaまで照射されたとしても強度は維持されることが示唆された。本研究成果の一部は、文部科学省の原子力システム研究開発事業による委託業務(JPMXD0219214482)として実施した。

報告書

$$alpha$$/$$beta$$/$$gamma$$線ラジオリシス影響下における格納容器系統内広域防食の実現; ナノバブルを用いた新規防食技術の開発(委託研究); 令和4年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*

JAEA-Review 2024-019, 102 Pages, 2024/09

JAEA-Review-2024-019.pdf:4.4MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和4年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という。)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究および人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和2年度に採択された研究課題のうち、「$$alpha$$/$$beta$$/$$gamma$$線ラジオリシス影響下における格納容器系統内広域防食の実現:ナノバブルを用いた新規防食技術の開発」の令和2年度から令和4年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、デブリの本格的取り出し工程での閉じ込め機能(PCV、負圧維持系等)の経年劣化要因として重要と考えられる腐食を対象としたものである。1F 1$$sim$$3号機PCV内部における腐食環境の特殊性は、燃料デブリ由来の$$alpha$$線/$$beta$$線放出核種の粒子やイオンと構造材料がPCV内の種々の部位で直接接触し得ることに在り、飛程の短い$$alpha$$線/$$beta$$線放出核種が接触する局所で、ラジオリシスにより生成する化学種(特にH$$_{2}$$O$$_{2}$$)が局所的に高濃度となれば、当該箇所において鋼材の腐食が大きく加速する可能性が有る。対して、$$alpha$$/$$beta$$ラジオリシスを考慮した腐食評価に関する知見が欠けていた。このような背景に鑑みて、本研究では以下の研究成果を得た。(1)$$alpha$$線/$$beta$$線/$$gamma$$線の影響を網羅したラジオリシス解析モデルを構築した。(2)$$alpha$$線放出核種/$$beta$$線放出核種を用いた電気化学試験(ホット試験)ならびにコールド条件での模擬環境腐食試験による系統的な腐食速度データを取得した。

論文

Magnetoelastic coupling for Fe-Ga thin films epitaxially grown on different substrates

Ding, H.*; 伊藤 啓太*; 遠藤 恭*; 高梨 弘毅; 関 剛斎*

Journal of Physics D; Applied Physics, 57(38), p.385002_1 - 385002_10, 2024/09

https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad58f0
 被引用回数：2 パーセンタイル：57.35(Physics, Applied)

This paper reports the systematic study on the structure, magnetic properties and magnetoelastic properties for the Fe$$_{100-x}$$Ga$$_{x}$$ (001) thin films epitaxially grown on the different substrates of GaAs(001) and MgO(001) using the sputtering technique. The alloy composition dependence of effective magnetoelastic coupling coefficient B$$_{eff}$$ along the FeGa [110] direction indicated that the largest magnetoelastic coupling was obtained for the Fe-Ga layer with x = 30 grown on the MgO substrate. Considering the results of structural analysis and magnetization measurement, the different crystallite sizes depending on the kind of substrate may give rise to the different magnetoelastic coupling strengths between the Fe-Ga layers on the MgO and the GaAs. The magnetostriction along the FeGa [111] direction was also estimated with the assumption of plausible elastic property of Fe-Ga, and showed the values comparable to the reported value of bulk Fe-Ga. This means the large magnetostriction can be obtained even for the Fe-Ga thin films epitaxially grown not only on the GaAs(001) but also on the MgO(001). The findings in this work will give a guideline for designing spintronic applications with a Fe-Ga layer exhibiting a large magnetoelastic coupling.

論文

Tunable sigmoid behavior of a magnon-based parametron using a Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$/Pt bilayer disk

Emdi, G.*; 日置 友智*; 巻内 崇彦*; 齊藤 英治

Physical Review Applied (Internet), 22(3), p.L031002_1 - L031002_6, 2024/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.22.L031002
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)

Sigmoidal curve behavior of 0 and n state probability in a magnon parametron, using yttrium iron garnet (Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$) thin disk, is systematically investigated. We demonstrate that the probability distribution can be tuned by bias and pump microwave power. Our numerical calculation that considers increasing damping due to four-magnon scattering processes reproduces the results well.

論文

Missing-mass measurement of the $$^{12}$$C$$(K^-,K^+)$$ reaction at 1.8 GeV/$$c$$ with the Superconducting Kaon spectrometer

市川 裕大; 藤田 真奈美; 長谷川 勝一; 今井 憲一*; 七村 拓野; 成木 恵; 佐藤 進; 佐甲 博之; 田村 裕和; 谷田 聖; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2024(9), p.091D01_1 - 091D01_13, 2024/09

https://doi.org/10.1093/ptep/ptae133
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)

We conducted a measurement of the inclusive missing-mass spectrum in the $$^{12}$$C$$(K^-, K^+)$$ reaction at an incident beam momentum of 1.8 GeV/$$c$$. This measurement was carried out utilizing the Superconducting Kaon Spectrometer (SKS) and the K1.8 beamline spectrometer at the Hadron Experimental Hall in J-PARC. Remarkably, our experimental setup yielded an exceptionaly good energy resolution of 8.2 MeV (FWHM), enabling us to observe significant enhancements in the vicinity of the $$^{12}_{Xi}$$Be threshold region. In order to estimate the spectrum information, we employed several fitting parameters assumptions. The best agreement with the spectrum shape was obtained with combining quasi-free (QF) component and two-Gaussian functions, with the experimental resolution $$sigma$$ being held constant. The peak positions were obtained to be $$B_{Xi} = 8.9 pm 1.4$$ (stat.) $$^{+3.8}_{-3.1}$$ (syst.) MeV and $$B_{Xi} = -2.4 pm 1.3$$ (stat.) $$^{+2.8}_{-1.2}$$ (syst.) MeV. Another model assumption, utilizing quasi-free (QF) and one Breit-Wigner function with $$B_{Xi} = -2.7 pm 2.2$$ (stat.) $$^{+0.5}_{-0.7}$$ (syst.) MeV and $$Gamma = 4.1 pm 2.1$$ (stat.) $$^{+1.2}_{-0.7}$$ (syst.) MeV, also yielded a similar $$chi^2$$ value.

論文

ウラン含有模擬廃棄物ガラスの評価研究

勝岡 菜々子; 秋山 大輔*; 桐島 陽*; 永井 崇之; 岡本 芳浩; 佐藤 修彰*

2023年度「物質・デバイス領域共同研究拠点」研究成果・活動報告書(インターネット), 1 Pages, 2024/07

ガラス原料へウラン(U)化合物を添加し、雰囲気を変えてU含有ガラスを作製した。作製条件でガラス色調が変化し、色斑を呈するガラスも見られたことから、この色斑の原因をX線透過画像により観察した。

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