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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Advanced Moessbauer Spectroscopy for Isotope Specific Analysis of Local State

Research Project

Project/Area Number 24221005
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

瀬戸 誠  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (40243109)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 壬生 攻  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222327)
三井 隆也  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 上席研究員(定常) (20354988)
Project Period (FY) 2012-05-31 – 2017-03-31
Keywords量子ビーム / メスバウアー分光 / 核共鳴散乱 / 放射光 / 同位体特定
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、多元素でのメスバウアー効果測定を実現し、放射光の高い輝度を活かした先進的な分光法の開発・確立と、同位体置換法を用いることで、これまでには困難であった特定部分だけの微視的測定を可能とするなどといった応用研究領域の拡大を指向した先導的な物質科学研究を実施することを目的とした。
本年度は、先進的分光法として開発を行ってきた電子線検出方式を用いた放射光メスバウアー吸収分光法の高度化研究を実施し、迅速かつ容易な解析手法も含めた先進的かつ実用的な分光法として確立することができた。そして、これによりNiナノ粒子の磁性などの基礎物性、リチウムイオン二次電池の充放電機構、生体関連酵素分子におけるNiの電子状態に関する研究などを実施した。
さらに、放射光メスバウアーγ線の線質制御技術(偏光、平面波)についての開発研究を行い、斜入射法によるスピン配向に敏感な表面・界面部の局所分析や超高圧メスバウアー分光等の特殊環境下放射光メスバウアー分析法を飛躍的に高度化させた。また、従来の放射性同位体線源では全く不可能な極小角散乱メスバウアー分光法を実現した。さらに3次元電子状態測定を可能とする深さ分解メスバウアー分光装置を実現するため、2重ガスフロー型比例計数管検出器の開発を行った。
同位体制御技術を用いた研究として、スピントロニクス材料として期待されるFe2O3超薄膜におけるスピンフロップ転移(Morin 転移)の観測を行い、Morin 転移温度が微量のイリジウム添加により大きく上昇する現象の機構解明に関する研究を実施した。
また、核共鳴散乱体をアナライザーとして用いた準弾性・非弾性散乱法の高度化研究も実施し、既存の方法を超える時間-空間領域での測定を実現し、基礎・応用両面での研究を可能とする強力な分光法を開発した。これを用いて、イオン伝導体、液晶、ガラス転移物質などについての先導的な研究を実施した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (40 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Crystal-Site-Selective Spectrum of Fe3O4 Obtained by Mössbauer Diffraction2017

    • Author(s)
      Shin Nakamura, Takaya Mitsui, Kosuke Fujiwara, Naoshi Ikeda, Masayuki Kurokuzu, Susumu Shimomura
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 86 Pages: 023706-1, 4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.86.023706

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nuclear Resonance Vibrational Spectroscopic Definition of Peroxy Intermediates in Nonheme Iron Sites2016

    • Author(s)
      Kyle D. Sutherlin, Lei V. Liu, Yong-Min Lee, Yeonju Kwak, Yoshitaka Yoda, Makina Saito, Masayuki Kurokuzu, Yasuhiro Kobayashi, Makoto Seto, Lawrence Que, Jr., Wonwoo Nam, Edward I. Solomon
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 138 Pages: 14294, 14302

    • DOI

      http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b07227

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synchrotron-Based Nickel Mössbauer Spectroscopy2016

    • Author(s)
      Leland B. Gee, Chun-Yi Lin, Francis E. Jenney, Jr., Michael W.W. Adams, Yoshitaka Yoda, Ryo Masuda, Makina Saito, Yasuhiro Kobayashi, Kenji Tamasaku, Michael Lerche, Makoto Seto, Charles G. Riordan, Ann Ploskonka, Philip P. Power, Stephen P. Cramer, Lars Lauterbach
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 55 Pages: 6866, 6872

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b03004

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ferrimagnetic Cage Framework in Ca12Fe10Si4O32Cl62016

    • Author(s)
      Soshi Iimura, Yudai Tomota, Satoru Matsuishi, Ryo Masuda, Makoto Seto, Haruhiro Hiraka, Kazutaka Ikeda, Toshiya Otomo, Hideo Hosono
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 56 Pages: 566, 572

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b02404

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High-Pressure-Hydrogen-Induced Spin Reconfiguration in GdFe2 Observed by 57Fe-Polarized Synchrotron Radiation Mössbauer Spectroscopy with Nuclear Bragg Monochromator2016

    • Author(s)
      Takaya Mitsui, Yasuhiko Imai, Naohisa Hirao, Takahiro Matsuoka, Yumiko Nakamura, Kouji Sakaki, Hirotoshi Enoki, Naoki Ishimatsu, Ryo Masuda, Makoto Seto
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 85 Pages: 123707-1, 5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.123707

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synchrotron Radiation Mössbauer Spectroscopy Using 149Sm Nuclei2016

    • Author(s)
      Satoshi Tsutsui, Ryo Masuda, Yasuhiro Kobayashi, Yoshitaka Yoda, Kota Mizuuchi, Yusei Shimizu, Hiroyuki Hidaka, Tatsuya Yanagisawa, Hiroshi Amitsuka, Fumitoshi Iga, Makoto Seto
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 85 Pages: 083704-1, 5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.083704

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of Mössbauer diffractometer by using nuclear resonant scattering at SPring-8 BL11XU2016

    • Author(s)
      S. Nakamura, T. Mitsui, K. Fujiwara, N. Ikeda, Y. Kobayashi and S. Shimomura
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 237 Pages: 157-1, 9

    • DOI

      10.1007/s10751-016-1370-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamics of Iodine Anions in KI and LiI Aqueous Solutions Studied by 127I Nuclear Resonant Quasi-Elastic Scattering2016

    • Author(s)
      Rie Haruki, Masanori Koshimizu, Fumihiko Nishikido, Ryo Masuda, Yasuhiro Kobayashi, Makoto Seto, Yoshitaka Yoda, Shunji Kishimoto
    • Journal Title

      Hyperfine Interactions

      Volume: 237 Pages: 71-1, 5

    • DOI

      10.1007/s10751-016-1288-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Si-APD linear-array x-ray detector with 10-100 μm spatial and sub-nanosecond time resolution2016

    • Author(s)
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, S. Shimazaki, M. Saito, M. Ikeno and M. Tanaka
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1741 Pages: 040034-1, 4

    • DOI

      10.1063/1.4952906

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 放射光メスバウアー分光による水素関連物質の局所構造解析2017

    • Author(s)
      三井隆也
    • Organizer
      第1回物質材料意見交換会
    • Place of Presentation
      QST高崎量子応用研究所(高崎市)
    • Year and Date
      2017-03-28 – 2017-03-28
    • Invited
  • [Presentation] 放射光核共鳴散乱法を用いたIr/Ruドープヘマタイト薄膜のモーリン転移の測定2017

    • Author(s)
      壬生攻
    • Organizer
      第4回実用スピントロニクス新分野創成研究会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-23 – 2017-03-23
  • [Presentation] トリウム229の極低エネルギー原子核時計遷移の探索2017

    • Author(s)
      植竹智, 原秀明, 平木貴宏, 岩崎達郎, 笠松良崇, 北尾真司, 小林康浩, 小無健司, 増田孝彦, 増田亮, 宮本祐樹, 岡井晃一, 大久保翔, 尾崎亮太, 笹尾登, 佐藤帯子, Thorsten Schumm, 瀬戸誠, 重河優大, Simon Stellmer, 鈴木健太, 渡部信, 山口敦史, 安田勇輝, 依田芳卓, 吉見彰洋, 吉村浩司, 吉村太彦
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 重い電子系化合物α-YbAlB4の低温における圧力・磁場下物性2017

    • Author(s)
      大浦桃子, 池田修悟, 増田亮, 小林康浩, 瀬戸誠, 依田芳卓, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生, 鈴木慎太郎, 久我健太郎, 中辻知, 小林寿夫
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] Si-APDを用いたX線用高繰返し・高時間分解能検出器システムの開発2017

    • Author(s)
      増田孝彦, 原秀明, 平木貴宏, 岩崎達郎, 北尾真司, 小林康浩, 増田亮, 宮本祐樹, 岡井晃一, 大久保翔, 尾崎亮太, 笹尾登, 佐藤帯子, 瀬戸誠, 鈴木健太, 植竹智, 山口敦史, 依田芳卓, 吉見彰洋, 吉村浩司
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 放射光メスバウアー分光法の基本原理の復習とこの1 年の発展2017

    • Author(s)
      瀬戸 誠
    • Organizer
      第5回先進的放射光メスバウアー分光研究会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-02
    • Invited
  • [Presentation] イリジウムドープヘマタイト薄膜の放射光メスバウアー分光2017

    • Author(s)
      壬生攻
    • Organizer
      第5回先進的放射光メスバウアー分光研究会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-02
    • Invited
  • [Presentation] 放射光メスバウアー散乱分光法の現状と課題2017

    • Author(s)
      三井隆也
    • Organizer
      第5回先進的放射光メスバウアー分光研究会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-02 – 2017-03-02
    • Invited
  • [Presentation] γ線を用いた準弾性散乱の原理と BL09XU における現状について2017

    • Author(s)
      齋藤真器名
    • Organizer
      第1回核共鳴準弾性散乱研究会
    • Place of Presentation
      グランパーク カンファレンス(港区)
    • Year and Date
      2017-02-24 – 2017-02-24
  • [Presentation] Niナノ粒子/MOF複合体のNi 放射光メスバウアー吸収測定2017

    • Author(s)
      増田 亮,齋藤 真器名,小林 康浩,北尾 真司,黒葛 真行,三井 隆也,青山 良正,小林 浩和,北川 宏,瀬戸 誠
    • Organizer
      第10回SPRUC核共鳴散乱研究会
    • Place of Presentation
      グランパーク カンファレンス(港区)
    • Year and Date
      2017-02-24 – 2017-02-24
  • [Presentation] スピントロニクス材料開発のための放射光メスバウアー分光の有効利用2017

    • Author(s)
      壬生攻
    • Organizer
      JAEA-QST放射光科学シンポジウム2017
    • Place of Presentation
      SPring-8 (佐用町)
    • Year and Date
      2017-02-23 – 2017-02-24
    • Invited
  • [Presentation] Co2FeGe ホイスラー合金/Agエピタキシャル多層膜の界面磁性および磁気抵抗評価2017

    • Author(s)
      今井崇介,中谷規之介,田中雅章,窪田崇秀,高梨弘毅,壬生攻
    • Organizer
      IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会
    • Place of Presentation
      豊田工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-27 – 2017-01-27
  • [Presentation] Irドープα-Fe2O3薄膜のメスバウアー分光法によるモーリン転移の評価2017

    • Author(s)
      三神和章,福澤亮太,安藤聡伸,田中雅章,壬生攻
    • Organizer
      IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会
    • Place of Presentation
      豊田工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-27 – 2017-01-27
  • [Presentation] 放射光超単色ビームを用いたメスバウアー分光による局所磁性探査2016

    • Author(s)
      三井隆也
    • Organizer
      平成28年度量子ビーム科学研究交流会
    • Place of Presentation
      QST高崎量子応用研究所(高崎市)
    • Year and Date
      2016-12-08 – 2016-12-09
  • [Presentation] Co2FeGeホイスラー合金/Agエピタキシャル多層膜の界面磁性評価2016

    • Author(s)
      今井崇介,中谷規之介,田中雅章,壬生攻
    • Organizer
      第1回材料科学フロンティア研究院シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2016-12-08 – 2016-12-08
  • [Presentation] 重金属をドープしたヘマタイト薄膜のメスバウアー分光による磁性評価2016

    • Author(s)
      三神和章,福澤亮太,田中雅章,壬生攻
    • Organizer
      第1回材料科学フロンティア研究院シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2016-12-08 – 2016-12-08
  • [Presentation] Niナノ粒子の61Ni放射光メスバウアー吸収測定2016

    • Author(s)
      増田亮, 小林康浩, 北尾真司, 黒葛真行, 齋藤真器名, 依田芳卓, 三井隆也, 細井浩平, 青山良正, 小林浩和, 北川宏, 瀬戸誠
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 核ブラッグモノクロメーターによる高温条件下全反射メスバウアー分光法の開発研究2016

    • Author(s)
      三井隆也,壬生攻,瀬戸誠,黒葛真行,S. P. Pati,野崎友大,佐橋政司
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Ba1-xKxFe2As2のネマティック秩序相の強磁場下メスバウアー分光2016

    • Author(s)
      北尾真司, 黒葛真行, 小林康浩, 瀬戸誠
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 価数揺動物質 YbAlB4 の磁場中 174Yb 放射光メスバウアー分法による研究2016

    • Author(s)
      小林寿夫, 大浦桃子, 阪口友唯, 池田修悟, 増田亮, 瀬戸誠, 依田芳卓, 鈴木慎太郎, 久我健太郎, 中辻知
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 溶融塩ガラスCKN中のミクロな動的挙動2016

    • Author(s)
      齋藤真器名, 瀬戸誠, 増田亮, 小野寺陽平, 尾原幸治, 依田芳卓
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Eu水素化物の高水素圧力誘起構造相転移II2016

    • Author(s)
      久野敬司, 松岡岳洋, 中河貴也, 藤久裕司, 平尾直久, 大石泰生, 依田芳卓, 三井隆也, 増田亮, 町田晃彦, 青木勝敏, 瀬戸誠, 清水克哉, 久米徹二, 佐々木重雄
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] トリウム229極低エネルギーアイソマー準位探索の進展2016

    • Author(s)
      大久保翔, 岡井晃一, 岩崎達郎, 原秀明, 宮本祐樹, 増田孝彦, 植竹智, 吉見彰洋, 笹尾登, 吉村太彦, 吉村浩司, 山口敦史, 瀬戸誠, 北尾真司, 小林康浩, 増田亮, 依田芳卓, 笠松良崇, 重河優大, 安田勇輝, 小無健司, 渡部信, Simon Stellmer, Thorsten Schumm
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Co2FeGeホイスラー合金/Agエピタキシャル多層膜の界面構造・界面磁性評価2016

    • Author(s)
      田中雅章,中谷規之介,壬生攻
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] α-Fe2O3薄膜のモーリン転移に対する重金属ドープの影響の評価2016

    • Author(s)
      三神和章,安藤聡伸,田中雅章,壬生攻
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Co2FeGeホイスラー合金/Agエピタキシャル多層膜の界面磁気特性の作製温度依存性2016

    • Author(s)
      中谷規之介,大久保篤伺,浅井洵基,田中雅章,壬生攻
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Effect of Heavy Metal Doping on the Morin Transition of Epitaxial α-Fe2O3 (0001) Thin Films2016

    • Author(s)
      M. A. Tanaka, K. Mikami, S. Ando, and K. Mibu
    • Organizer
      第40回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学 (金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-08
  • [Presentation] 放射光核共鳴散乱法を用いたIrドープヘマタイト薄膜のモーリン転移の測定2016

    • Author(s)
      田中雅章,壬生攻
    • Organizer
      第3回実用スピントロニクス新分野創成研究会
    • Place of Presentation
      東京大学 (文京区)
    • Year and Date
      2016-08-19 – 2016-08-19
  • [Presentation] 生体関連物質中のFeおよびNiの局所振動状態および電子状態2016

    • Author(s)
      瀬戸 誠
    • Organizer
      生物学・光源・物性研究者による量子生物学合宿勉強会
    • Place of Presentation
      QST放射光科学研究センター(佐用町)
    • Year and Date
      2016-07-12 – 2016-07-13
    • Invited
  • [Presentation] Studies on Thin Iron-Oxide Films as Components for Spintronics Devices Using Conventional and Synchrotron-Radiation Mössbauer Spectroscopy2016

    • Author(s)
      K. Mibu
    • Organizer
      The 2nd Mediterranean Conference on the Applications of Mossbauer Effect
    • Place of Presentation
      Cavtat, Croatia
    • Year and Date
      2016-05-31 – 2016-06-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 科学研究費 基盤研究(S):「同位体特定による局所状態解明のための先進的メスバウアー分光法開発」

    • URL

      http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/NRP/kibans/kibans.htm

URL: 

Published: 2018-01-16  

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