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論文

Extraction ability of 4-benzoyl-3-phenyl-5-isoxazolone towards 4f-ions into ionic and molecular media

Atanassova, M.*; 岡村 浩之; 江口 綾乃; 上田 祐生; 杉田 剛; 下条 晃司郎

Analytical Sciences, 34(8), p.973 - 978, 2018/08

 被引用回数:1

疎水性イオン液体1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド([C$$_{1}$$C$$_{4}$$im][Tf$$_{2}$$N])と水相間における4-ベンゾイル-3-フェニル-5-イソオキサゾロン(HPBI)および脱プロトン化体(PBI$$^{-}$$)の分配定数とHPBIの酸解離定数を求め、硝酸水溶液から[C$$_{1}$$C$$_{4}$$im][Tf$$_{2}$$N]へのHPBIによる3種類のランタノイドイオン(La$$^{3+}$$, Eu$$^{3+}$$, Lu$$^{3+}$$)の溶媒抽出を研究した。抽出相としてイオン液体を利用することにより、クロロホルム系と比較してランタノイドイオンに対するHPBIの抽出能が大幅に向上した。イオン液体系における軽,中,重ランタノイドイオンの抽出化学種の組成は、アニオン性錯体Ln(PBI)$$_{4}$$$$^{-}$$であることが示された。

論文

Occupation sites and valence states of Co dopants in (La, Co)-codoped M-type Sr ferrite; $$^{57}$$Fe and $$^{59}$$Co nuclear magnetic resonance studies

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; 植田 浩明*; 谷奥 泰明*; 道岡 千城*; 吉村 一良*; 高尾 健太*; 下田 愛子*; et al.

Physical Review B, 98(6), p.064403_1 - 064403_10, 2018/08

La, Coを共置換した六方晶SrフェライトにおけるCo置換子の占有サイトと価数、スピン状態を$$^{57}$$Feと$$^{59}$$Co核磁気共鳴(NMR)法によって調べた。単結晶、多結晶試料のゼロ磁場、外部磁場NMRを測定した。フェリ磁性体M型Srフェライトには、上向きスピンをもつ$$12k$$, $$2a$$, $$2b$$,の3つのFeサイトと 下向きスピンの$$4f_1$$, $$4f_2$$の2つのFeサイトがある。NMRスペクトルの比較の結果、La$$^{3+}$$とCo$$^{2+}$$の電荷補償が効いて、大部分のCo$$^{2+}$$$$4f_1$$サイトに入っていて、未消失の小さな軌道磁気モーメントを有している一方、残りの少量Co$${2+}$$イオンは、大きな起動磁気モーメントを有し、$$12k$$, $$2a$$, $$4f_2$$の八面体サイトに分布していると考えられる。

論文

Investigation of $$alpha$$ clustering with knockout reactions

吉田 数貴; 緒方 一介*; 延与 佳子*

Physical Review C, 98(2), p.024614_1 - 024614_6, 2018/08

本研究では、$$alpha$$クラスター状態探索の手段として$$alpha$$ノックアウト反応がどのような性質を持っているかを明らかにすることを目的とした。歪曲波インパルス近似に基づき、$$alpha$$ノックアウト反応を記述した。また、その枠組みのなかで、新たにMasking functionという量を定義し、Masking functionが$$alpha$$ノックアウト反応の原子核表面性を表す良い指標となることを明らかにした。$$alpha$$クラスター構造がコア核と$$alpha$$粒子とが空間的に離れた特異な構造であることを考えれば、反応プローブの核表面性は極めて重要であるため、masking functionの振る舞いはノックアウト反応がクラスター現象を探索する方法としてどの程度良いかを表すことができる。本研究ではその振る舞いを調査し、$$alpha$$ノックアウト反応は核表面性が強く、$$alpha$$クラスター状態を探索する手段として適していることを明らかにした。

論文

Observation of gyromagnetic reversal

今井 正樹; 緒方 裕大*; 中堂 博之; 小野 正雄; 針井 一哉; 松尾 衛*; 大沼 悠一*; 前川 禎通; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 113(5), p.052402_1 - 052402_3, 2018/07

We report direct observation of gyromagnetic reversal, which is the sign change of gyromagnetic ratio in a ferrimagnet Ho$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$, by using the Barnett effect measurement technique at low temperatures. The Barnett effect is a phenomenon in which magnetization is induced by mechanical rotation through the coupling between rotation and total angular momentum $$J$$ of electrons. The magnetization of Ho$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$ induced by mechanical rotation disappears at 135 K and 240 K. The temperatures correspond to the magnetization compensation temperature $$T_{rm M}$$ and the angular momentum compensation temperature $$T_{rm A}$$, respectively. Between $$T_{rm M}$$ and $$T_{rm A}$$, the magnetization flips over to be parallel against the angular momentum due to the sign change of gyromagnetic ratio. This study provides an unprecedented technique to explore the gyromagnetic properties.

論文

Spin caloric effects in antiferromagnets assisted by an external spin current

Gomonay, O.*; 山本 慧; Sinova, J.*

Journal of Physics D; Applied Physics, 51(26), p.264004_1 - 264004_9, 2018/07

反強磁性体における新奇スピン熱現象開拓のため、本稿では印可されたスピン流の存在下における熱励起されたマグノンの性質を調べる。まずスピン蓄積による熱流の生成、すなわちスピンペルチエ効果が立方晶、あるいは一軸結晶の対称性を持つ反強磁性体で生じることを予言する。この効果はマグノン緩和時間がスピン流によってマグノンのスピン分極方向に対する依存性を獲得することに由来する。このペルチエ効果は反強磁性磁壁の運動を駆動し、その駆動力は物質の温度が上昇するにつれて大きくなる。またスピン流がマグノンスピンゼーベック効果を誘起することも示す。

論文

Effects of magnetic field and pressure on the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$

竹内 哲也*; 屋良 朝之*; 安次富 洋介*; 伊覇 航*; 垣花 将司*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 本多 史憲*; 本間 佳哉*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(7), p.074709_1 - 074709_14, 2018/07

 被引用回数:1

Effects of magnetic field and pressure on the Kondo-like behavior in the valence-fluctuating antiferromagnetic compound EuPt$$_2$$Si$$_2$$ were studied using single-crystalline samples. Anomalous features in EuPt$$_2$$Si$$_2$$ are due to valence fluctuation and/or valence change of the Eu ions at low temperatures.

論文

Anisotropic superconductivity emerging from the orbital degrees of freedom in a $$Gamma_3$$ non-Kramers doublet system

久保 勝規

Journal of the Physical Society of Japan, 87(7), p.073701_1 - 073701_4, 2018/07

We study superconductivity in a three-orbital model for $$f^2$$ ions with the $$Gamma_3$$ crystalline electric field (CEF) ground state. An antiferromagnetic interaction between the $$Gamma_7$$ and $$Gamma_8$$ orbitals is introduced to stabilize the $$Gamma_3$$ CEF state. This interaction also works as an on-site attractive interaction for spin-singlet pairing between electrons in these orbitals. The interorbital pairing state composed of the $$Gamma_7$$ and $$Gamma_8$$ orbitals on the same site has the $$E_g$$ symmetry. Indeed, by applying the random phase approximation, we find that the $$E_g$$ spin-singlet superconducting state is realized over a wide parameter range.

論文

Spin transfer torques and spin-dependent transport in a metallic F/AF/N tunneling junction

山本 慧; Gomonay, O.*; Sinova, J.*; Schwiete, G.*

Physical Review B, 98(1), p.014406_1 - 014406_24, 2018/07

We study spin-dependent electron transport through a ferromagnetic-antiferromagnetic-normal metal tunneling junction, in the absence of spin-orbit coupling. We derive microscopic formulas for various types of spin torque acting on the antiferromagnet as well as for charge and spin currents flowing through the junction. The obtained results are applicable in the limit of slow magnetization dynamics. We identify a parameter regime in which an unconventional damping-like torque can become comparable in magnitude to the conventional Slonczewski's torque familiar from ferromagnets. Moreover, we show that the antiferromagnetic sublattice structure opens up a channel of electron transport which does not have a ferromagnetic analog and that this mechanism leads to a pronounced field-like torque. Both charge conductance and spin current transmission through the junction depend on the relative orientation of the ferromagnetic and the antiferromagnetic order parameters.

論文

Nuclear moments of the low-lying isomeric $$1^+$$ state of $$^{34}$$Al; Investigation on the neutron $$1p1h$$ excitation across $$N=20$$ in the island of inversion

Xu, Z. Y.*; Heylen, H.*; 旭 耕一郎*; Boulay, F.*; Daugas, J. M.*; de Groote, R. P.*; Gins, W.*; Kamalou, O.*; Koszor$'u$s, $'A$.*; Lykiardopoupou, M.*; et al.

Physics Letters B, 782, p.619 - 626, 2018/07

GANIL研究所において、$$^{36}$$Sからのフラグメンテーション反応によって中性子過剰核$$^{34}$$Alにおける核異性体である$$1^+$$状態を生成し、その磁気双極子モーメントと電気的四重極モーメント(Qモーメント)をそれぞれ$$beta$$-NMR法および$$beta$$-NQR法を用いて測定した。この状態は中性子数20の殻ギャップを越えて励起したものであり、その性質を実験的に押さえることは、この原子核の周辺で知られている逆転の島(基底状態で既に殻ギャップを越えた励起が起こるとされる原子核の一団)の発現のメカニズムを解明するための有益な情報を与える。測定されたg因子の絶対値は$$1.757pm 0.014$$、Qモーメントの絶対値は38(5)mbとなった。これらの値は、大規模殻模型計算による予言値に近く、模型の高い記述能力を確かめることができた。

論文

溶媒抽出の新技術; エマルションフロー法

岡村 浩之

化学と教育, 66(6), p.286 - 287, 2018/06

エマルションフロー法は、近年開発された液液系を利用した抽出技術である。送液以外の機械的な外力は不要で、簡便・低コストと高性能・高効率を兼ね備えた革新的な手法として注目されている。エマルションフロー法は、カラム分離と同様の簡便さで溶媒抽出を行うことが可能である。本稿では、エマルションフロー法の仕組みを解説し、応用例としてウランの回収・除去について紹介した。

論文

Odd-parity electronic multipolar ordering in URu$$_2$$Si$$_2$$; Conclusions from Si and Ru NMR measurements

神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典; 服部 泰佑; 比嘉 野乃花; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; Walstedt, R. E.*; 播磨 尚朝*

Physical Review B, 97(23), p.235142_1 - 235142_10, 2018/06

We report $$^{29}$$Si and $$^{101}$$Ru NMR measurements on high-quality, single-crystal URu$$_2$$Si$$_2$$ samples with a residual resistivity ratio RRR$$sim$$70. Our results show that the Si and Ru sites exhibit 4-fold electronic symmetry around the $$c$$-axis in the hidden-order state. A previously observed 2-fold contribution of Si NMR linewidth is concluded to be due to extrinsic magnetic centers. Since the U and Si sites are aligned along the $$c$$-axis, we conclude further that the electronic state shows 4-fold symmetry around the U site below the hidden-order transition. From this observed local symmetry, possible space groups for the hidden-order state are $$P4/nnc$$ or $$I4/m$$, based on group theoretical considerations. Since the order vector is considered to be $$Q=(001)$$, the hidden-order state is then found to be $$P4/nnc$$ with rank 5 odd-parity, i.e. electric dotriacontapolar order.

論文

Dynamical density matrix renormalization group study of spin and charge excitations in the four-leg $$t$$-$$t'$$-$$J$$ ladder

遠山 貴己; 森 道康; 曽田 繁利*

Physical Review B, 97(23), p.235137_1 - 235137_7, 2018/06

 被引用回数:1

We investigate the dynamical spin and charge structure factors of the $$t$$-$$t'$$-$$J$$ four-leg ladder by using dynamical density-matrix renormalization group. The dynamical charge structure factor along the momentum direction from $$q=(0,0)$$ to $$(pi,0)$$ clearly shows low-energy excitations corresponding to the stripe order in hole doping. On the other hand, the stripe order weakens in electron doping, resulting in less low-energy excitations in the charge channel. In spin channel, we find incommensurate spin excitations near $$q=(pi,pi)$$ forming a hour-glass behavior in hole doping, while in electron doping we find clearly spin-wave-like dispersions starting from $$q=(pi,pi)$$. Along the $$(0,0)$$-$$(pi,0)$$ direction, the spin excitations are strongly influenced by the stripes in hole doping, resulting in two branches that form a discontinuous behavior in the dispersion. In contrast, the electron-doped systems show a downward shift in energy toward $$(pi,0)$$.

論文

Nonperturbative evaluation for anomalous dimension in 2-dimensional $$O$$(3) sigma model

Jimmenez, S.*; 岡 眞; 佐々木 潔*

Physical Review D, 97(11), p.114506_1 - 114506_28, 2018/06

2次元$$O$$(3)シグマ模型における異常次元を有限体積中で非摂動的に計算し、摂動的な計算結果と比較検討した。

論文

Is seniority a partial dynamic symmetry in the first $$nu$$$$g_{9/2}$$ shell?

Morales, A. I.*; Orlandi, R.; 他61名*

Physics Letters B, 781, p.706 - 712, 2018/06

 被引用回数:1

By studying the $$beta$$ decay of the radioactive nuclei $$^{72}$$Co and $$^{74}$$Co produced at RIBF, RIKEN, the low-lying excited states in $$^{72,74}$$Ni were studied for the first time up to spin 8$$^+$$. These states originate from the valence neutrons occupying the $$g_{9/2}$$ orbit, and permit to investigate the seniority quantum number. The data reveal that the seniority isomerism of the 8$$^+$$ state disappears, and this phenomenon is explained by comparison with shell model calculations and the influence of spherical doubly-magic $$^{78}$$Ni.

論文

重元素・超重元素の科学(原子核物理); 超重元素の核的性質(理論); 超重核の安定の島

小浦 寛之

Radioisotopes, 67(6), p.267 - 275, 2018/06

Radioisotopes誌の連載講座「重元素・超重元素の科学」のシリーズにて「超重元素の核的性質(理論)」のテーマで解説を行い、超重核領域における原子核の核構造、崩壊様式の理論について概説をし、いわゆる「超重核の安定の島」の理論的予測について発表者が行った研究結果を中心に紹介する。まず核図表を用いて原子核の安定性の物理的意味の簡単な説明と原子核合成実験の現状を紹介し、次いで超重核領域における単一粒子準位の理論計算を用いて超重核の安定性の定性的な議論を行う。さらに原子核の安定性の直接の指標である原子核崩壊様式について一般的な解説をしたのち、KTUY(小浦-橘-宇野-山田)質量模型を用いた$$alpha$$崩壊, $$beta$$崩壊, 自発核分裂についての計算結果を紹介する。われわれの研究により、陽子の数が114、中性子の数が184が2重閉殻魔法数であり、これを中心に超重核の安定の島が分布している予測を得ている。そしてこの領域における最長の半減期をもつ原子核は$$^{294}$$Ds(原子番号110)と見積もることができ、その半減期はおよそ300年、その崩壊様式は$$alpha$$崩壊が優勢という理論予測となった。

論文

重元素・超重元素の科学(原子核物理); 超重核の殻構造を実験的に探る

浅井 雅人

Radioisotopes, 67(6), p.291 - 298, 2018/06

超重核の存在限界や安定性は原子核の殻構造に本質的に依存する。理論的には陽子数114$$sim$$126、中性子数172$$sim$$184の領域に球形で安定な二重閉殻構造を持つ超重核の存在が予想されているが、その閉殻の位置や強さは理論によって大きく異なり、確立されているとは言い難い。一方で、最近の実験技術の進歩により超重核の殻構造に関する実験データが少しずつ蓄積されており、半減期や質量などの安定性に関する情報だけでなく、核分光学的手法により超重核の基底状態や励起準位の構造を直接的に明らかにしようとする試みも行われつつある。本稿では、それら超重核の殻構造に関する実験的研究の現状を紹介する。

論文

Dirac surface state-modulated spin dynamics in a ferrimagnetic insulator at room temperature

Tang, C.*; Song, Q.*; Chang, C.-Z.*; Xu, Y.*; 大沼 悠一; 松尾 衛*; Liu, Y.*; Yuan, W.*; Yao, Y.*; Moodera, J. S.*; et al.

Science Advances (Internet), 4(6), p.eaas8660_1 - eaas8660_6, 2018/06

This work demonstrates markedly modified spin dynamics of magnetic insulator (MI) by the spin momentum-locked Dirac surface states of the adjacent topological insulator (TI). As the Bi concentration $$x$$ is systematically tuned in 5-nm-thick (Bi$$_{x}$$Sb$$_{1-x}$$)$$_{2}$$Te$$_{3}$$ TI films, the weight of the surface relative to bulk states peaks at $$x$$ = 0.32 when the chemical potential approaches the Dirac point. At this concentration, the Gilbert damping constant of the precessing magnetization in 10-nm-thick Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$ MI films in the MI/TI heterostructures is enhanced by an order of magnitude, the largest among all concentrations. In addition, the MI acquires additional strong magnetic anisotropy that favors the in-plane orientation with similar Bi concentration dependence. These extraordinary effects of the Dirac surface states distinguish TI from other materials such as heavy metals in modulating spin dynamics of the neighboring magnetic layer.

論文

Magnetic anisotropy by Rashba spin-orbit coupling in antiferromagnetic thin films

家田 淳一; Barnes, S. E.*; 前川 禎通

Journal of the Physical Society of Japan, 87(5), p.053703_1 - 053703_4, 2018/05

 被引用回数:1

Magnetic anisotropy in an antiferromagnet (AFM) with inversion symmetry breaking (ISB) is investigated. The magnetic anisotropy energy (MAE) resulting from the Rashba spin-orbit and $$s$$-$$d$$ type exchange interactions is determined for two different models of AFMs. The global ISB model, representing the effect of a surface, an interface, or a gating electric field, results in an easy-plane magnetic anisotropy. In contrast, for a local ISB model, i.e., for a noncentrosymmetric AFM, perpendicular magnetic anisotropy (PMA) arises. Both results differ from the ferromagnetic case, in which the result for PMA depends on the band structure and dimensionality. These MAE contributions play a key role in determining the direction of the N$'{e}$el order parameter in antiferromagnetic nanostructures, and reflect the possibility of electrical-field control of the N$'{e}$el vector.

論文

Spin colossal magnetoresistance in an antiferromagnetic insulator

Qiu, Z.*; Hou, D.*; Barker, J.*; 山本 慧; Gomonay, O.*; 齊藤 英治*

Nature Materials, 17(7), p.577 - 580, 2018/05

 被引用回数:1

巨大磁気抵抗とは導体絶縁体相転移の近傍で磁場により電気抵抗が大幅に変化する現象を指す。これは磁気構造と電気伝導の強い相関に由来し、数十年にわたって盛んに研究されてきた。本稿では、反強磁性絶縁体であるCr$$_{2}$$O$$_{3}$$が室温においてスピン流についての明確な導体不導体を起こすことを報告する。スピン流透過率はネール温度近傍の14度の間で2桁変化する。このスピン流についての導体不導体転移は磁場によって制御可能であり、定温で最大500%透過率が変化し事実上のスピン流透過不透過切り替えのスイッチとなる。

論文

Dynamical quadrupole structure factor of frustrated ferromagnetic chain

大西 弘明

Physica B; Condensed Matter, 536, p.346 - 349, 2018/05

In a spin-1/2 $$J_{1}$$-$$J_{2}$$ Heisenberg chain with ferromagnetic $$J_{1}$$ and antiferromagnetic $$J_{2}$$, the ground state in high magnetic fields is a quadrupole state, the so-called spin nematic state. To understand the properties of the spin nematic state from the viewpoint of excitation dynamics, we have studied dynamical spin structure factors by density-matrix renormalization group methods. In the spin nematic regime, we find gapless longitudinal and gapped transverse spin excitation spectra, in accordance with quasi-long-ranged longitudinal and short-ranged transverse spin correlations, respectively. These features can be examined by inelastic neutron scattering experiments. However, they are indirect evidence for the spin nematic state. Here, we proceed to analyze dynamical quadrupole structure factors to clarify excitation dynamics in the quadrupole channel. We observe gapless excitations at $$q$$=$$pi$$, signaling quasi-long-ranged antiferro-quadrupole correlations. Information of spectral intensity distribution would be useful to discuss how we can detect the spin nematic state directly by experiments.

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