論文 - 的場　正憲

複合アニオン層状化合物 LaCu_1-δS_0.5Se_0.5O (δ ~ 0.01) 多結晶縮退半導体の光学バンドギャップ内構造

東 伸彦, 澤田 拓希, 伊藤 大平, 坂上 良介, 的場 正憲, 臼井 秀知, 神原陽一

材料の科学と工学 58 （ 2 ） 22 - 26 2021年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Thermoelectric transport properties of the van der Waals-type layered rhombohedral SnAs-based compound, EuSn₂As₂

Ryosuke Sakagami, Yosuke Goto, Harunari Karimata, Nobuhiko Azuma, Michitaro Yamaguchi, Suguru Iwasaki, Manami Nakanishi, Itsuki Kitawaki, Yoshikazu Mizuguchi, Masanori Matoba, Yoichi Kamihara

Japanese Journal of Applied Physics 60 （ 3 ）  2021年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  00214922

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The thermoelectric transport properties of the van der Waals-type layered rhombohedral SnAs-based compound, EuSn2As2, have been investigated. A densified polycrystalline sample of EuSn2As2 with porosity (φ) of 2.4(9) vol.% exhibited a weak orientation to the c-axis for hexagonal coordination system; the weak orientation is parallel (P ∥) to the pressing direction of hot pressing. Measurements of electrical resistivity (ρ), Seebeck coefficient (S), and thermal conductivity (κ) were conducted perpendicular (P ⊥) to the pressing direction. The experimental values of ρ and S exhibit metallic temperature dependence and p-type carrier polarity. The power factor (P) was 0.51(8) mW m-1 K-2 at 673(4) K. Using the Wiedemann-Franz-Lorenz law, the phonon thermal conductivity (κ ph) was estimated to be 0.4(6) W m-1 K-1 at 673(6) K. The dimensionless figure of merit, ZT, was 0.092(17) at 673(3) K.

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Proposal of disruptive computing (A computing-domain-oriented approach)

T. Baba, Y. Shimada, S. Kawamura, M. Matoba, T. Fukushima, S. Fujii, T. Nagano, Y. Katsumata, N. Kochi, Y. Kimura

Japanese Journal of Applied Physics 59 （ 5 ） 050503-1 - 050503-13 2020年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  00214922

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The advanced data processing on the edge devices is getting much attention in addition to the performance of cloud computing for big data analysis and artificial intelligence for the advanced cyber-physical systems and Internet of Things. This paper shows the challenges of research and development on disruptive computing which enhance the conventional computing system with high performance and low power consumption. Future R&D challenges in computing technologies involve all technology layers including algorithms, packaging, software, architecture, circuits, devices, and materials. It is important from the perspective of social implementation and efficiency to select technologies suitable for important applications from each technology layer specific to the computing domain and with consideration for the timeline, and to develop technologies through a vertical integration approach. The promoting method of implementing such R&D is also described.

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混合アニオン層状化物Sr₂CrFeAsO_3-δの電子磁気相図

山口 道太郎, 藤岡 弘孝, 大塚 貴史, 瀬戸 誠, 北尾 真司, 的場 正憲，神原 陽一

日本磁気学会論文特集号 （日本磁気学会）  3   28 - 33 2019年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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混合アニオン層状化合物Sr2CrFeAsO3-deltaの電子磁気状態相図を明らかにした。試料は主相以外に異相を含むため、分析化学的に格子体積と酸素欠損量の線形関係を仮定し、試料の化学組成を求めた。Sr2CrFeAsO3-deltaに含まれるFeは、酸素欠損量におうじて、”ストライプ型反強磁性相”と”内部磁場に分布の存在する反強磁性相”のいずれかを示す。

Superconducting properties of a mixed anion layered compound, Ca and F co-doped LaFeAsO with T_c = 31.5 K

Kodai Kaneyasu, Ryosuke Sakagami, Masanori Matoba, Yoichi Kamihara

Japanese Journal of Applied Physics （Japanese Journal of Applied Physics）  58 （ 3 ） 030911.1 - 030911.5 2019年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  00214922

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Polycrystalline Ca and F co-doped LaFeAsO samples (La1-xCaxFeAsO1-yFy) were synthesized by solid-state reactions. Samples with nominal composition: (y - x) ≤ 0.05 did not show superconductivity at temperatures T > 4.2 K, although an anomalous kink of the ρ-T curves, which is related to crystallographic phase transitions, was observed at T ∼ 150 K. Samples with nominal composition: (y - x) ≥ 0.15 did exhibit superconductivity. The superconducting transition temperature (T c) of co-doped LaFeAsO with nominal composition: (x, y) = (0.25, 0.50) was determined to be T c = 31.5 K, which is higher than the highest T c value observed for LaFeAsO1-xFx materials synthesized under ambient pressure.

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Superconducting transition temperatures in the electronic and magnetic phase diagrams of Sr₂VFeAsO_3-δ, a superconductor

Yujiro Tojo, Taizo Shibuya, Tetsuro Nakamura, Koichiro Shoji, Hirotaka Fujioka, Masanori Matoba, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh, Soshi Iimura, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Shigeto Hirai, Wendy Mao, Shinji Kitao, Makoto Seto, and Yoichi Kamihara

Journal of Physics: Condensed Matter 31   115801 (14 pages) 2019年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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We elucidate the magnetic phases and superconducting (SC) transition temperatures (Tc) in Sr2VFeAsO3−δ(21113V), an iron-based superconductor with a thick-blocking layer fabricated
from a perovskite-related transition metal oxide. At low temperatures (T<37.1 K), 21113V exhibited a SC phase in the range 0.031⩽δ⩽0.145 and an antiferromagnetic (AFM) iron
sublattice in the range 0.267⩽δ⩽0.664. Mixed-valent vanadium exhibited a dominant AFM phase in 0.031⩽δ⩽0.088, and a partial ferrimagnetic (Ferri.) phase in the range 0.124⩽δ⩽0.664. The Ferri. phase was the most dominant at a δ value of 0.267, showing an AFM phase of Fe at T<20 K. Increasing the spontaneous magnetic moments reduced the magnetic shielding volume fraction due to the SC phase. This result was attributed to the magnetic phase of vanadium, which dominates the superconductivity of Fe in 21113V. The
Tc–δ curve showed two maxima. The smaller and larger of Tc maxima occurred at δ=0.073 and δ=0.145, respectively; the latter resides on the phase boundary between AFM and the
partial Ferri. phases of vanadium. 21113V is a useful platform for verifing new mechanisms of Tc enhancement in iron-based superconductors.

混合アニオン層状化合物LaCuSeOの光学バンドギャップ内構造

東 伸彦，加藤 達輝，中西 愛，的場 正憲，木方 邦宏，李 哲虎，神原 陽一

材料の科学と工学 （日本材料科学会）  55 （ 5 ） 168 - 172 2018年11月

共著, 査読有り

アンモニア合成新触媒Ru担持[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]^4-(e^-)₄の表面再構成予測

中西 愛, 木下 拓郎, 的場 正憲, 神原 陽一

材料の科学と工学 （日本材料科学会）  55 （ 5 ） 173 - 179 2018年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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2012年にKitanoらにより室温で安定な電子化物(エレクトライド)[Ca24Al28O64]4+(e-)4 (Ru/C12A7:e-)を担体とし, Ru金属微粒子を担持した構造が, アンモニア合成の高効率触媒として働くことが報告された. われわれは, その機構を密度汎関数理論を用いて, 部分的ながら解析した. スラブモデルを用いて, C12A7:e-上に存在するRu原子層の安定性を検討したところ, Ru原子層一層の場合にのみ, C12A7とRuの双方が固体表面に安定に露出することが明らかになった.

NMR study of the layered cobalt oxyphosphide Sr₂Sc(Co_1-xFe_x)PO₃

Ko-ichi Magishi, Ryo Watanabe, Akihiko Hisada, Takahito Saito, Kuniyuki Koyama, Satoshi Okada, Yoichi Kamihara, Naoki Ohkubo, Shuichi Ban, and Masanori Matoba

Journal of Physics: Conference Series 969   012068 (5 pages) 2018年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 査読有り

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We report the results of 31P-nuclear magnetic resonance (NMR) measurements on the layered cobalt oxyphosphide Sr2Sc(Co1-xFe x )PO3 in order to investigate the magnetic properties at low temperatures from a microscopic view point. The 31P-Knight shifts measured at the resonance peak maximum of Sr2Sc(Co1-xFe x )PO3 have positive values and are T-independent in an entire temperature range, and the absolute value decreases with increasing Fe content. Also, the nuclear spin-lattice relaxation rate 1/T 1 is almost proportional to the temperature at low temperatures. The magnitude of 1/T 1 T decreases with increasing the Fe content, which suggests the decrease of the density of states around the Fermi level.

Transport Properties of the Layered Transition Metal Oxypnictide Sr₂ScCo_1-xFe_xPO₃ with Fe-doped Co_1-xFe_xP

Satoshi Okada, Yoichi Kamihara, Naoki Ohkubo, Shuichi Ban, and Masanori Matoba

Journal of Physics: Conference Series 969   012032 (6 pages) 2018年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 査読有り

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Polycrystalline samples of novel oxypnictides, Sr 2 ScCo 1-x Fe x PO 3 , with Fe-doped Co 1-x Fe x P layer were synthesized, and their resistivities and Seebeck coefficients were measured. These materials, Sr 2 ScCo 1-x Fe x PO 3 , crystallize in a layered structure which represent an alternative stack of ThCr 2 Si 2 type Co 1-x Fe x layers and K 2 NiF 4 type Sr 2 ScO 3 layers. The resistivities (ρ) decrease with decreasing temperature like a metal. The Seebeck coefficients (S) show negative values at room temperature, while the S show positive values for x = 0.04-0.7 at low temperature.

Superconducting critical current densities for Sr₂VFeAsO_3-δ wires fabricated by ex-situ powder-in-tube process

Suguru Iwasaki, Masanori Matoba, and Yoichi Kamihara

材料の科学と工学 （日本材料科学会）  55 （ 2 ） 77 - 81 2018年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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混合アニオン層状化合物(mixed anion layered compound, MALC)の一つであるSr2VFeAsO3の超伝導線材の作製に, Powder-in-tube法を用いて世界で初めて成功した. 熱処理は, 900℃で1-4時間とした. ゼロ抵抗が観測され, 低温外挿による絶対零度での超伝導電流密度(Jc)は, 45.3 Acm-2であった.

SnAs層を含む六方晶層状化合物EuSn₂As₂の多結晶合成

坂上 良介, 後藤 陽介, 水口 佳一, 的場 正憲, 神原 陽一

材料の科学と工学 （日本材料科学会）  55 （ 2 ） 140 - 144 2018年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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新規熱電変換材料として期待されるSnAs層をもつEuSn2As2の多結晶合成の詳細を報告する。 固相反応に用いるルツボとして、アルミナとカーボンの二種を検討し、いずれの場合も主相としてEuSn2As2相を得た。カーボンを使用した場合に、自己フラックとしての、Sn以外の異相の検出されない試料を得た。本報告は、2017年のArguillaらによる試料合成につづいて、2例目であり、Arguillaらの試料と格子定数が異なる。

鉄系超伝導体LaFeAsO_1-xF_x中の磁気モーメント消失に関する計算化学的検証

金安 航大, 日比野 拓, 的場 正憲, 神原 陽一

材料の科学と工学 （日本材料科学会）  54 （ 4 ） 140 - 144 2017年08月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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ZrCuSiAs型の層状構造は, p型半導体機能, 高機能熱電変換機能, 及び高温超伝導などの様々な機能性を示す. 本稿ではZrCuSiAs型化合物の内, 鉄系高温超伝導体として知られる
LaFeAsO1-xFxに着目し, そのスピン分極の変化を密度汎関数理論により検証した. 実験で観察されるフッ素濃度上昇に伴うスピン分極の消失がよく再現された.

The electronic structure of structurally strained Mn₃O₄ postspinel and the relationship with Mn₃O₄ spinel

Shigeto Hirai, Yosuke Goto, Yuki Sakai, Atsushi Wakatsuki, Yoichi Kamihara, and Masanori Matoba

Journal of the Physical Society of Japan 84 （ 11 ） 114702 (6 Pages) 2015年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 査読有り

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Mn3O4は15 GPa 以上の高圧下で、スピネル構造からポストスピネル構造に転移し、低温から室温にかけて、逐次結晶構造相転移が生じることがHiraiらにより確かめられている。本論文は、粉末の反射率分光法、及び密度汎関数理論を用いてポストスピネル型Mn3O4の電子磁気構造を、実験的、理論的に明らにする。Mn3O4は絶縁体であり、伝導体に存在するエネルギーの異なる２つの状態密度の存在は、実験的にも示された。

Electrical and Thermal Transport of Layered Bismuth-chalcogenide EuBiS₂F at temperatures between 300 and 623 K

Yosuke Goto, Joe Kajitani, Yoshikazu Mizuguchi, Yoichi Kamihara, and Masanori Matoba

Journal of the Physical Society of Japan 84 （ 8 ） 085003 (2 pages) 2015年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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層状ビスマス硫化物 EuBiS2Fの電気的熱的輸送現象を報告する。この物質において、Eu 4f-Bi6p軌道混成とそれに起因する興味深い輸送現象が予想されている。しかしながら300 K以上の温度領域では、EuBiS2Fで観察される輸送現象は4f軌道が電気的性質に寄与しないLaBiS2Oと同様であり、Eu 4f-Bi 6p軌道混成の影響は定かで無い。EuBiS2Fの格子熱伝導率はSrBiS2Fに比べて小さい。 これはEuがSrに比べ、質量数が大きいことに起因する。

Electrical / thermal transport and electronic structure of binary cobalt pnictides CoPn₂ (Pn = As and Sb)

Yosuke Goto, Syuhei Miyao, Yoichi Kamihara, and Masanori Matoba

AIP Advances 5 （ 6 ） 067147 (7pages) 2015年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 査読有り

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多結晶CoPn2 (Pn = As, Sb)の電気伝導と熱伝導を、300-900 Kの間で報告する。CoAs2は高温まで半導体的な電気抵抗率の温度依存性を示すのに対し、CoSb2はこの温度領域では金属的な縮退した半導体となる。いずれも10 Wm-1K-1の熱電材料としては高い熱伝導率を示すため、熱電変換無次元性能指数ZTは0.1 付近にある。

ナノスケール熱制御によるデバイス革新 － フォノンエンジニアリング －

馬場 寿夫, 斎藤 広明, 永野 智己, 松下 伸広, 的場 正憲, 佐藤 勝昭, 曽根 純一

クリスタルレターズ  （ 59 ） 64 - 67 2015年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

A Ferromagnetic Quantum Critical Pont in Heavy-Fermion Iron Oxypnictide CeFe_1-xCr_xPO

Tomohiro Okano, Shinji Kitao, Makoto Seto, Toshiyuki Atou, Mitsuru Itoh, Masanori Matoba, Yoichi Kamihara

Journal of Applied Physics 117   17E123 (4 pages) 2015年04月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

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量子相転移(QCP)は、磁性に近接し、しばしば超伝導相の出現を伴うことから、多くの研究者に着目される物理現象である。本報告では、重い電子系で生じる強磁性的なQCPに関して予備的な報告を行う。Ce(Fe1-xCrx)PO (x = 0.10, 0.20, 0.30)多結晶試料は、固相反応により作製された。各試料の結晶相はX線回折により確認した。各試料の磁気転移温度はアロットプロットにより求めた。Ce(Fe1-xCrx)POのQCPは、x=0.00-0.10に存在する。

Magnetic properties of Shandite-phase Co_3-xFe_xSn₂S₂ (x = 0-1.0) obtained with high pressure synthesis

Yuki Sakai, Ryota Tanakadate, Masanori Matoba, Ikuya Yamada, Norimasa Nishiyama, Tetsuo Irifune, Kenichi Funakoshi, Takehiro Kunimoto, Yuji Higo, and Yoichi Kamihara

Journal of the Physical Society of Japan 84 （ 4 ） 044705 (6 pages) 2015年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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シャンド鉱型強磁性体Co3-xFexSn2S2の室温から1673 K、常圧から11 GPaの高温高圧において、その場エネルギー分散X線回折パターンを測定し、Feの固溶限界の圧力依存性を明らかにした。常圧下ではFeの固溶はx=0.6が上限であるのに対し、高圧下ではx=1.0程度まで固溶限界が上昇する。それに伴い、強磁性転移温度は、母相の175 Kよりx=1.0の68 Kまで減少する。これらの結果は擬ポテンシャルによる密度汎関数法による電子状態計算結果と矛盾しない。

Effect of Sn-substitution on Thermoelectric Properties of Copper-based Sulfide, Famatinite Cu₃SbS₄

Yosuke Goto, Yuki Sakai, Yoichi Kamihara, and Masanori Matoba

Journal of the Physical Society of Japan 84 （ 4 ） 044706 (5 pages) 2015年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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地殻に多く含まれている元素である銅を主成分として含む硫化物は、電子機能が発現する場合、コスト上魅力的な材料といえる。本稿では、室温から573 KでのCu3SbS4の熱電パラメータ(電気抵抗率、熱伝導率、ゼーベック係数)を測定し、その無次元性能指数(ZT)は、Snドープにより0.1程度まで上昇することを報告する。