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2008 年度 実績報告書

4次元空間中性子探査装置の開発と酸化物高温超伝導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17001001
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

新井 正敏  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主席 (30175955)

研究分担者 山田 和芳  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (70133923)
社本 真一  J-PARCセンター, 量子ビーム応用研究部門, 研究主席 (90235698)
横尾 哲也  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (10391707)
永崎 洋  J-PARCセンター, 産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (20242018)
キーワード酸化物高温超伝導体 / 中性子散乱 / 4次元空間中性子探査装置 / 4次元空間中性子探査装置 / J-PARC / チョッパー分光器 / 鈍良単結晶育成
研究概要

1. 4次元空間中性子探索装置(4SEASONS「四季」)の建設 平成19年度に引き続き装置の建設・整備を進め、遮蔽体、中性子ガイド管、検出器の一部等主要機器の設置を完了した。これにより中性子ビームの受け入れが可能となり、中性子ビームを用いた装置調整を開始し、検出器調整、バックグラウンド測定、ビーム強度測定、中性子回折パターンの測定等を行った。
2. 試料作成環境の構築と試料作成 原子力機構および産総研において鉄砒素系高温超伝導体PrFeAsO_<1-y>およびHg系銅酸化物高温超伝導体HgBa_2CuO_<5+δ>の単結晶育成を行った。前者については1mm角程度の板状結晶、後者については数mm角程度の大型良質単結晶の育成に成功した。一方、東北大学ではBi2201系高温超伝導体の大型単結晶育成が進み、フラックス法によるYBCOの単結晶の育成も開始した。
3. 酸化物高温超伝導の実験研究 国内外の中性子源施設において酸化物高温超伝導体の実験を行った。Bi2201系では、初めて磁気揺らぎの観測に成功し、高エネルギー励起の存在、それらのドーピング依存性など重要な情報を得ることができた。LSCO系では、広い組成領域でFe置換によって磁気秩序が誘起されることを突き止め、超伝導の競合状態として非整合磁気秩序が普遍的に存在する可能性を示した。電子ドープ系銅酸化物では、電子ドープされた反強磁性磁気秩序相の磁気揺らぎを初めて観測できた。さらに、鉄砥素系高温超伝導体では、その母相LaFeAsOの粉末試料において2次元的なSDWのスピン相関に相当する磁気散乱ピークを観測し、それが正方晶の室温付近まで存在することを明らかにした。
4. 研究会 国際ワークショップ「Inelastic Neutron and X-Ray Scattering in Strongly Correlated Electron Systems」を東北大学金属材料研究所、Spring-8と共同で開催した(2008年10月1-3日)。

  • 研究成果

    (51件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 28件) 学会発表 (20件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 大強度陽子加速器施設"J-PARC"と磁性研究への期待2009

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 雑誌名

      まぐね 4(1)

      ページ: 4-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 世界最強パルス中性子施設J-PARCの稼動開始2009

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術 19(1)

      ページ: 4-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the analyzer crystals for use in the near-backscattering spectrometer DNA at J-PARC2009

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Takahashi et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 600

      ページ: 91-93

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the Neutron Guide Design of the 4SEASONS Spectrometer at J-PARC2009

    • 著者名/発表者名
      R. Kajimoto et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. A 600

      ページ: 185-188

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Gaps in the Failed High-T_c Superconductor La_<1.875>Ba_<0.125>CuO_42009

    • 著者名/発表者名
      R-H. He et al.
    • 雑誌名

      Nature Physics 5

      ページ: 119-123

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Nature of a Ni Dopant in the Hole-Type La_<2-x>Sr_xCuO_4 Cuprate Superconductor2009

    • 著者名/発表者名
      H. Hiraka et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

      ページ: 037002(1)-037002(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave Penetration Depth and Quasiparticle Conductivity of PrFeAsO_<1-y> Single Crystals: Evidence for Full-Gap Superconductivity2009

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

      ページ: 017002(1)-017002(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lower critical fields of superconducting PrFeAsO_<1-y> single crystals2009

    • 著者名/発表者名
      R. Okazaki et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 79

      ページ: 064520(1)-064520(6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノ物質における結晶PDF解析(MS39)2009

    • 著者名/発表者名
      社本 真一
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 51(1)

      ページ: 3-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] J-PARC実現への道と更なる将来に向かって2008

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 雑誌名

      中性子学会誌 18

      ページ: 44-47

  • [雑誌論文] 中性子源及び建設中・計画中の装置の概要2008

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 雑誌名

      結晶学会誌 50

      ページ: 7-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel time-spatial-focusing momentum-correction analyzer for the near-backscattering spectrometer DIANA at J-PARC2008

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Takahashi et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Inst. Methods in Phys. Research A 587

      ページ: 350-362

    • 査読あり
  • [雑誌論文] J-PARCの拓く凝縮系科学2008

    • 著者名/発表者名
      藤井 保彦, 新井正敏, 他
    • 雑誌名

      固体物理 43(7)

      ページ: 441-450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] J-PARC and the prospective neutron sciences2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 雑誌名

      Pramana Journal of physics 71

      ページ: 629-638

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Dispersion of the Diagonal Incommensurate Phase in Lightly Doped La_<2-x>Sr_xCuO_42008

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 197001(1)-197001(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Structural Parameters on Superconductivity in Fluorine-Free LnFeAsO_<1-y> (Ln=La, Nd)2008

    • 著者名/発表者名
      C. H. Lee et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 77

      ページ: 073706(1)-073706(3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Spin Resonance in the Geometrically Frustrated Magnet MgCr_2O_4 by Inelastic Neutron Scattering2008

    • 著者名/発表者名
      K. Tomiyasu et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 177401(1)-177401(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Energy Spin Fluctuations in the Ground States of Electron-Doped Pr_<1-x>LaCe_xCuO_<4+δ> Cuprate Superconductors2008

    • 著者名/発表者名
      M. Fujita et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 107003(1)-107003(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Search of Long-Range Magnetic Ordering in Superconducting Five-Layered Cuprate2008

    • 著者名/発表者名
      C.H. Lee et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 77

      ページ: 073706(1)-073706(3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron Powder Diffraction Study on the Crystal and Magnetic Structures of BiCrO_32008

    • 著者名/発表者名
      Alexei A. Belik et al.
    • 雑誌名

      Chem. Mat. 20(11)

      ページ: 3765-3769

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aligned defects behaviour of β-FeSi_2 thin film on Si(1OO) substrate prepared by ion beam soutter deposition2008

    • 著者名/発表者名
      M Sasase et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 100

      ページ: 042016(1)-042016(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling the surface chirality of Si(110)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 77

      ページ: 153305(1)-153305(3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice Dynamics of LaFeAsO_<1-x>F_x and PrFeAsO_<1-y> via Inelastic X-Ray Scattering and First-Principles Calculation2008

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuda et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

      ページ: 103715(1)-103715(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for fully gapped superconductivity from microwave penetration depthmeasurements in PrFeAsO_<1-v> single crystals2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Supplement C

      ページ: 145-146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and structure of suspended ultra-thin Si_3N_4 nanosheets2008

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi et al.
    • 雑誌名

      Nanotechnology 19

      ページ: 485601(1)-485601(6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local lattice distortion in giant negative thermal expansion material Mn_3Cu_<1-x>Ge_xN2008

    • 著者名/発表者名
      S. Iikubo et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 205901(1)-205901(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Scattering of Disordered Crystalline Functional Materials2008

    • 著者名/発表者名
      S. Shamoto et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A (MIMA) 600

      ページ: 229-231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] パルス中性子を用いた構造解析の最前線2008

    • 著者名/発表者名
      社本 真一, 鈴谷 賢太郎, 神山 崇, 樹神 克明, 大友 季哉, 福永 俊晴
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌 84(6)

      ページ: 323-332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 結晶PDF解析の最前線2008

    • 著者名/発表者名
      社本 真一, 樹神 克明, 飯久保 智
    • 雑誌名

      日本中性子科学会誌「波紋 18(4)

      ページ: 203-207

    • 査読あり
  • [学会発表] チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」2009

    • 著者名/発表者名
      梶本亮一, 他27名
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] J-PARC非弾性散乱装置の紹介-四季-2009

    • 著者名/発表者名
      梶本亮一
    • 学会等名
      研究会「東大・KEKパルスチョッパー分光器計画とそのサイエンス」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県柏市)
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] J-PARC/Spring8相補的活用による構造ダイナミクスの研究2009

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 学会等名
      第2回放射光連携研究ワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-13
  • [学会発表] J-PARCで展開する物質科学2009

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 学会等名
      学術振興会第151委員会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2009-01-29
  • [学会発表] Neutron scattering approach on strongly correlated electron systems.2009

    • 著者名/発表者名
      新井 正敏
    • 学会等名
      理研セミナー
    • 発表場所
      和光市
    • 年月日
      2009-01-21
  • [学会発表] チョッパー分光器「四季」の現状2008

    • 著者名/発表者名
      梶本亮一, 他27名
    • 学会等名
      日本中性予科学会第8回年会
    • 発表場所
      名古屋大東山キャンバス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      20081201-02
  • [学会発表] J-PARC and the Prospective Neutron Sciences2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 学会等名
      The 2^<nd> US-China Workshop on Scientific & Industrial Application Using Neutron, Muon & Protons
    • 発表場所
      中国
    • 年月日
      20081107-09
  • [学会発表] J-PARC and the Prospective Neutron Sciences2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 学会等名
      Asia Science Seminar on Frontier Science at High-Intensity Proton Accelerator
    • 発表場所
      中国
    • 年月日
      20081019-25
  • [学会発表] Neutron scattering approach on strongly correlated electron systems.2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 学会等名
      物質構造科学研究所セミナー
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      20081016-17
  • [学会発表] 4SEASONS: a high-intensity chopper spectrometer for inelastic neutron scattering at J-PARC/MLF2008

    • 著者名/発表者名
      R. Kajimoto, 他22名
    • 学会等名
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2008)
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20080823-31
  • [学会発表] J-PARC & JSNS status and expected performances for imaging techniques2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 学会等名
      Workshop on Neutron Wavelength Dependent Imaging, NEUWAVE
    • 発表場所
      Germany
    • 年月日
      20080421-24
  • [学会発表] J-PARC present status2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 学会等名
      日韓研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20080218-19
  • [学会発表] High pressure synthesis and superconducting properties of LnFeAsO_<1-y>2008

    • 著者名/発表者名
      永崎洋
    • 学会等名
      9th Korea-Japan-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Tamkung University (台北)
    • 年月日
      2008-11-20
  • [学会発表] High pressure synthesis and superconducting properties of LnFeAsO_<1-y>2008

    • 著者名/発表者名
      永崎洋
    • 学会等名
      International Workshop on Inelastic Neutron and X-Ray Scattering in. Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 年月日
      2008-10-01
  • [学会発表] Towards deeper understanding of cuprate superconductors - role of polarized neutron scattering2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 学会等名
      The 7^<th> International Workshop on Polarized Neutron in Condensed Matter Investigations
    • 発表場所
      Tokai, Japan
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] Frontiers of Neutron Science and Technology of J-PARC2008

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Arai
    • 学会等名
      IUCr Luncheon Seminar
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2008-08-29
  • [学会発表] Atomic Pair Distribution Function Analysis on Nanomaterials2008

    • 著者名/発表者名
      S. Shamoto
    • 学会等名
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography(IUCr2009)
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2008-08-26
  • [学会発表] Tailor-made single crystal growth of high-T_c superconductors and related materials for characterization by spectroscopv2008

    • 著者名/発表者名
      永崎洋
    • 学会等名
      the XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2008-08-24
  • [学会発表] Neutron and X-ray scattering study on cuprate superconductors2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 学会等名
      Mini-workshop on Strong Correlations in Materials and Atom Traps
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 年月日
      2008-08-12
  • [学会発表] What Clarified by Neutron by Neutron Scattering in High-T_c Research2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 学会等名
      The Fourth Biennial American Conference on Neutron Scattering
    • 発表場所
      Santa Fe, U.S.A.
    • 年月日
      2008-05-13
  • [図書] Neutron Scattering Applications and Techniques2009

    • 著者名/発表者名
      I. S. Anderson et al. (eds.)
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      Springer Science
  • [図書] Proceedings of the international Workshop on Structural Analyses Bridging over between Amorphous and Crystalline Materials (SABAC2008)2008

    • 著者名/発表者名
      Eds. Shin-ichi SHAMOTO and Katsuaki KODAMA
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      JAEA-Review 2008-031

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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