中性子構造物性研究室

物質の性質を中性子線をつかって原子レベルで調べて理解することを目指している物性物理学、磁性物理学のグループです。J-PARCを中心に中性子施設を利用します。そのため、東海キャンパスを拠点にしています。詳しくは→About Us

研究室を探している学生さんへ

3年生への先輩からのメッセージ　2019年度版

研究室パンフレット2018年度版あります。(PDF)

結晶学の世界でものすごくえらい先生に研究を説明する杉本くん

J-PARC実験の装置の前でせいぞろい。

最近の学生さんの活躍

2019.11-14 横浜で開催された国際会議Materials Research Meeting 2019 (MRM2019)に上地くん（M2)、杉本くんと大山教授が参加しました。大山教授はKey Note講演を依頼されました。光栄なことです。上地くん、杉本くんはポスター発表です。外国人が多かったので、英語です。マテリアルの他の研究室の学生さんも発表をしていました。

2019.12.9-16　　今年度後期の中性子実験です。J-PARCでホログラフィー実験をおこないました。４年生の荒瀬くんが作成した希土類ほう化物Tm0.1Yb0.9B6です。今回は、名工大学生の後藤くん、中田くんも参加です。

　 2019.12.6　　石﨑くん（４年）と大山教授が、広島大学にいき、希土類絶縁体YbCuS2の磁気秩序、構造転移について、鬼丸教授と議論していただきました。
2019.12.04 最近は学生さんでサッカーがはやっています。東海にはちょうどグランドというか空き地があります。あとテニスコートも。
　
2019.11.28 茨城大本部の広報の方がきて、大山研の実験風景の写真をJ-PARCで撮影しました。学生さん全員といっしょの写真もとってみらったら、かなりかっこいい写真になったみたいです。これは本部の広報誌「Up」での研究室紹介に掲載いただくみたいです。

2019.11.28　　４年生の固体物理勉強会をしました。今日は技術者の仕事に重要な核磁気共鳴の勉強です。
教科書はキッテルの「固体物理学入門」。
　

2019.11.27　　研究室セミナーをしました。担当は大山教授。希土類化合物SmB6での高圧低温物性の論文紹介です。

Kondo-like behavior near the magnetic instability in SmB6: Temperature and pressure dependences of the Sm valence
N. Emi, et al.
Phys. Rev. B 97, 161116R (2018)

2019.11.22-23　　大山研も参加している新学術領域「ハイドロジェノミクス」の報告会が山梨大で開催され、M1の山本くんと大山教授が参加し、中性子ホログラフィーではじめて水素の観測に成功したという発表をしました。

　　 2019.11.22　　４年生の固体物理勉強会をやりました。強磁性材料での磁区の勉強です。

2019.11.14　　茨城大物性グループでの、M2中間発表会を理学部でやりました。主に物理学科の学生さん６人の発表で、岩佐研、伊賀研、桑原研、横山研、中野研、大友研と合同です。
2019.11.13-14 　荒瀬くんが理学部物理の伊賀研で、中性子実験用の単結晶育成のための焼結棒作成をおこないました。

2019.11.7-8　　東京で開催された、Z-code講習会（J-PARC主催）に、４年の荒瀬くん、石﨑くんが参加しました。Z-codeはJ-PARCでの粉末解析パターン用のRIetveld解析ソフトで、汎用性が高く、卒研、修論だけでなく、技術者になっても役に立つソフトです。著名な結晶学の研究者の先生からみっちり教えていただきました。

2019.11.02　　日立キャンパスで「こうがく祭」が開かれ、大山研も日立で「虹の万華鏡をつくろう！」という出し物で参加しました。お子さん向けの科学おもちゃで、結構よろこんでくれました。で、終了後に、佐藤研の芋煮会に、西・太田研とともにお呼ばれしました。たくさん学生さんがいて賑やかで楽しかった。やっぱり秋は芋煮会ですね。

お客がとぎれたときに、ボールを浮かせる科学おもちゃで遊ぶ。意外に面白い。

佐藤研の芋煮会で他研究室の学生さんと。
（普段はあまり会えないので、こういう日立のイベントは楽しい。）

2019.10.31-11.1　第４回　茨城大学量子線科学国際会議が日立キャンパスで開催され、大山研の学生も英語でポスター発表しました。４年生にとっては初めての英語発表です。みんな頑張りました。

2019.10.31-11.1 第４回　J-PARC中性子ミュオンスクールの実習実験が行われ、杉本くんは高圧での水の転移、山本くんはエンジンの部品の中性子ラジオグラフィー（レントゲンみたいな撮影法）の実習をおこないました。外国人とチームをくんでの実習ですから、英語です。

奥のでっかい黄色い装置が、超高圧装置。地球のマントルの状態をつくることができます。

左は中国人のRuiさん、右はインド人のDilipさん。超高圧装置の組み立て。

2019.10.28-11.2　第４回　J-PARC中性子ミュオンスクールが東海で開催され、大山研からはM1の杉本くん、山本くんが参加しました(大山研のM1は毎年参加です。)。参加者約５０人のうち2/3は外国人です。当然全部英語のスクールで、海外を疑似体験できます。参加者は全員の前でパワポを使って英語で自己紹介。杉本くん、山本くんともびっくりするくらい上手にやりとげました。

　

2019.10.23　　４年生の卒研中間発表会がありました。荒瀬くん、石﨑くん、野田くん、３人とも立派に発表をしました。難しい質問にも頑張って切り返していました。
そして、たいへん嬉しいことに野田くん優秀発表賞をいただきました。　　めでたい！
　

岩本先生より賞状授与

発表タイトル

荒瀬くん：希土類硼化物(Tm,Yb)B6の局所構造観測のための単結晶育成
石﨑くん：希土類絶縁体YbCuS2の磁性と構造異常の研究
野田くん：白色中性子ホログラフィー装置の高精度化のための放射化プロセスシミュレーション

2019.10.9　　学年対抗料理対決の飲み会をしました。みんな意外に料理上手で、おいしかった。でも男の料理なので、ぜんぶ茶色っぽかったけど。面白かったのでまたやります。

　
2019.10.9　　４年性の固体物理勉強会をやりました。磁性材料で一番需要な磁区の物理を勉強しました。

2019.10.7　　研究室セミナーをやりました。担当は杉本くん(M1）。熱電材料のMg2Snの熱電性能について以下の論文を説明してもらいました。

Preparation and Thermoelectric Properties of Bi-Doped Mg2Si0.8Sn0.2 Compound
Weijun Luo, Meijun Yang, Fei Chen, Qiang Shen, Hongyi Jiang and Lianmeng Zhang
Materials Transactions, 51 (2010) 288-291
2019.10.3, 4　　荒瀬くんが、自分の作った試料を蛍光X線分析し、単結晶の長さ方向のSm濃度の変化を明らかにしました。

2019.9.27 荒瀬くん（４年）が、自分で作成した希土類ホウ化物単結晶の組成分析を、東海キャンパスの蛍光X線分析装置でやりました。単結晶成長中に希土類が蒸発して組成がずれていることがわかりました。

　 2019.9.24-27　　石崎くん(４年）、野田くん（４年）が希土類絶縁体YbCuS2の低温X線実験をやり、260Kでの結晶構造転移が起きている証拠となる綺麗なデータが得られました。

2019.9.19　　日本応用物理学会年会（北大）の放射線分科会に大山教授が招待され招待講演をしました。また、金澤くん(M2)とともにシリコン半導体の専門家の方にお会いし、金澤くんの研究結果について議論いただきました。

2019.9.11 ４年の固体物理勉強会しました。今日はフェリ磁性体の性質を勉強しました。

2019.9.7　　大山研も参加している水素研究の新学術領域「ハイドロジェノニミクス」の研究打ち合わせが東京駅の東北大学分室で行われ、大山教授と山本くん（M1）が参加しました。世界トップの研究者である３人の先生に、山本くんの水素化Siの構造研究の現状を説明し、議論いただきました。学生さんが世界の最前線に触れる貴重な経験です。

2019.9.4　　４年生の物性物理勉強会をしました。今日は、荒瀬くんの担当で、強磁性体の磁化の温度変化を平均場近似で求める勉強をしました。

2019.8.29と9.02　　大山研として、工学部１年生を対象にJ-PARC見学会を二回にわけてやりました。物質科学工学科の８人の１年生が参加してくれました。見学のあとに、大山研の学生さんと話してもらう時間をとり、学部での勉強のことや、研究室選び、大学院での生活など、いろいろアドバイスしました。

2019.8.25　　大山研が所属する茨城大フロンティアセンターの一般公開があり、大山研は小学生むけ科学オモチャ「虹の万華鏡」つくりをやりました。去年の二倍の３００人の来場があって大盛況でした。大山研の学生さんは暑い中休みなしでずっと対応してくれました。なので、終わってからご苦労さん会をやりました。
2019.8.20　　東京の神田でおこなわれた物質科学研究会「太陽電池材料研究の最前線」に金澤くん(M2)が参加しました。企業の研究者に対して大山教授が企画した研究会で、中性子産業利用推進協議会の主催です。世界的なビジネスの動向、火力、原子力にくらべたときの費用など、たいへん面白い話をたくさんきけました。

2019.8.8　　４年生の固体物理学勉強会を二時間やりました。今日は強磁性体での分子場近似と交換相互作用について、野田くんが説明してくれました。

2019.8.5　　東海キャンパスにある岩佐先生の四軸X線回折装置で、水素を吸蔵させたSi単結晶のX線回折実験を行いました。岩佐先生にサポートいただき、Si単結晶が水素をすって格子がひずんだかどうかを観測する実験です。大山研としては初めての実験です、

　

2019.8.3　　工学部（日立キャンパス）でオープンキャンパスがあり、研究室の説明をしました。暑いなか、物質科学工学科にも意識の高い高校生がたくさん来てくれて、楽しい時間でした。

2019.7.25 ４年の荒瀬くんの研究で、東海キャンパスで磁化測定をおこないました。試料はTmをドープしたYbB6です。Tmの価数の異常を観測する磁性物理学の実験です。

2019.7.18　　４年生の荒瀬くん、石﨑くん、野田くんが修士試験に合格しました。おめでとう！

2019.7.15-18　放射光X線施設SPring-8（兵庫県播磨）にいき、希土類化合物での蛍光X線ホログラフィー実験を行いました。４年生は初めて、M1くんも2回目です。試料は強相関電子系RB6 (R: Yb, La)です。

　

　

　
自然が豊かな場所なので、敷地内にこんなお客も　　　　　宿泊していた部屋です。

2019.7.11　　東海キャンパスで希土類絶縁体YbCuS2の磁化測定の実験をしました。CROSS東海所有のSQUID型磁化測定装置を利用させていただきました。磁化測定は物性測定の基本なので、会社にいってからも役に立つ技術です。東海は固体物理学実験の装置が充実しています。
　
2019.7.6　　　大学院の入試があり、荒瀬くん、石﨑くん、野田くんが面接をうけました。３人ともしっかりと対応していました。 2019,7.1-2　　荒瀬くん(B4）が理学部伊賀研で、(YbTm)B6単結晶作りの原料となる焼結体を作成しました。
　
静水圧(200kgf/cm2)で固めた粉末棒をとりだすところ。簡単にこわれるので慎重に

2019.6.28　　英語論文セミナーをやりました。担当はM1の杉本くんで、熱電材料としてMg2Sn, Mg2Siが有望であることを示した以下の論文の説明をしました。

Highly effective Mg2Si1－xSnx thermoelectrics
著者：V. K. Zaitsev他
掲載雑誌：Phys. Rev. B 74, (2006) 045207
2019.6.26　　４年生の固体物理の勉強会をやりました。教科書はキッテル。担当は石﨑くんで、常磁性体での帯磁率の理論的背景を勉強しました。

2019.6.24　　最長記録の２週間の実験がおわりました。長いしきついしトラブルの多い実験だったので、実験撤収後に打ち上げをやりました。みんなお疲れ様でした。

2019.6.18-25 中性子ホログラフィーの実験が続きます。今回は、杉本くん(M1）の熱電材料の実験と荒瀬くん(B4)、上地くん(M2)の希土類ホウ化物の実験です。

　　
午前４時の戦い。単結晶試料(YbB6）の[100]結晶軸をさがしています。

戦いをおえて朝ごはん（７時）

徹夜の戦いの痕跡。徹夜だからちょっと病んでいるところも。

2019.6.21　　中性子実験の準備のため、東海キャンパスにある蛍光X線分析装置をつかい、希土類ホウ化物YbB6単結晶試料の組成分析をおこないました。東海には装置が充実しているので、おもいついたらすぐに測定ができます。

測定準備のため液体窒素をいれているところ。 2019.6.20　　希土類ホウ化物TmドープYbB6の単結晶作成を東海キャンパスで荒瀬くん(B4）を中心にやりました。Floating Zone法です。。この温度だとなんでもとけます。理学部の伊賀先生、松浦さんにご指導いただきました。結晶育成は大山研としてははじめてチャレンジする分野です。

　

Floating Zone炉での試料の写真です。2000度で溶かしています。
2019.6.12-18　　　名工大の林先生と学生さんといっしょにJ-PARCで偏極中性子ホログラフィー実験をやりました。中性子スピンを一つの方向にそろえたビームでFeCo単結晶の磁気成分を取り出す実験です。J-PARCの奥さん、奥平さんとの共同研究です。これは世界でも初めての試みで、非常に野心的な実験です。つまり、とても難しい実験ですが、世界のトップを走るには必要なチャレンジです。磁場を綿密に設置するのがポイントです。

　
中性子光学の専門家である奥平さん(J-PARC）

　
茨城大と名工大の学生さんが手分けして実験を進めます。
実験がはじまれば、土日も深夜も実験です。

2019.6.11　　明日からJ-PARC実験で、準備の都合で東海にある宿舎にとまりました。いい機会なので、上地くん、金澤くんの就活終了お祝いを盛大にやりました。�野田くんたちが美味しい中華をたくさんつくってくれました。明日からの実験に参加する名工大の後藤くん、中田くんも参加です。賑やかないいお祝いの会でした。
　
2019.5.30-31　　放射線の影響をシミュレーションするソフトPHITSの講習会に研究室で参加しました。みっちり二日間の実習です。ビーム実験のシミュレーションに関してはいろんな計算が簡単にできるのでおどろきました。これまでのデータ解析をより定量化するのに直接役にたちそうですし、学生さんのい卒論、修論にもつかえそうです。また、企業の方もたくさん参加していたので、卒業後の仕事でも役にたつのかもしれません。

試料に中性子をあてたときの発生ガンマ線の軌跡をかかせてみました。 2019.5.26-6.2　　J-PARCで中性子ホログラフィー実験です。今回は新しい挑戦として、水素化した物質で測定して、水素がみえるかどうかを調べます。４年生の３人には中性子デビューです。
　
みんなで組み立て中　　　　　　　　　　　　　　　　　装置が完成してお約束の一息。

　　　　
実験ノートをとるのも重要です。M2の上地くんからおそわったことを
ノートにとる４年生（野田くん、荒瀬くん、石﨑くん）

2019.5.24　　週末から中性子実験があるので、その準備でJ-PARCで装置組み立てをみんなでやりました。すでに実験に使っている検出器台と、ゴニオメーターのパーツを交換するのですが、重量物なのでみんなでやる必要があります。４年生の石﨑くん、野田くんにとっては、J-PARCデビューです。
　
　　 2019.5.23　　４年生の荒瀬くん、石﨑くん、野田くんが理学部の伊賀研究室にいき、希土類化合物の試料作成をしました。今回は、単結晶試料をつくるため、5月16日につくった原料を200MPaくらいの高圧をかけて棒状にする工程を伊賀研究室の松浦さんにおそわりました。かなり職人技ですが、以外といい感じにできました。

2019.5.23　　４年生は週１くらいで名著キッテルの「固体物理学入門」をつかって、固体物理学の勉強です。一人が４ページくらいを担当して、みんなに説明していきます。今日は、野田くんがイオン結合の仕組みについて説明しました。

2019.5.22　　研究室では定期的にセミナーをやります。今日は上地くん（M2)が以下のホログラフィーの論文を説明しました。

Multiple-wavelength neutron holography with pulsed neutrons
Hayashi et al.
Science Advances, 3 (2017) e1700294

2019.5.16 ４年生の荒瀬くん、石﨑くん、野田くんと上地くん（M2）が、理学部の伊賀研で、希土類ホウ化物RB6の試料作りに挑戦です。試料つくりのプロである伊賀先生、松浦さん(D1)にご指導いただきました。試料つくりは大山研の新しいアプローチです。
　
2019.4.24-26 東海キャンパスの低温X線回折装置で、希土類磁性体YbCuS2の構造転移の実験をおこないました。広島大学の鬼丸先生との共同研究で、電気抵抗が260Kで異常を示すようなので、250Kから300Kまでの間で結晶構造がかわるのかかどうかを観測します。この実験は新４年生が中心です。
　
　　　　

2019.4.17-22 今年度最初のBL10中性子ホログラフィー実験です。名工大のM1の後藤くんも参加です。今回は、ガンマ線のバックグランドの原因を探す実験に重点をおきました。今後、精度をあげていくには重要なデータです。
2019.4.12　　埼玉大学の小坂研究室にお邪魔して、X線ラウエカメラを使わせていただきました。中性子実験に使う単結晶の軸だしが目的です。実験のあと、新４年生もいっしょに小坂研の様々な試料作成装置、実験装置を見学させていただきました。茨城大にはあまりない装置群なので、勉強になります。山本くん(M1）の試料もここで作成いただきました。
　
2019.4.11　　新４年生３人の歓迎会をキャンパス近くの居酒屋さんでやりました。お酒のむ人も飲まない人も楽しい会でした。熱意ある学生さんが集まる研究室になってきました。
2019.4.10　　マテリアル工学科で研究室紹介を新４年生にしました。新しく４年生の荒瀬くん、野田くん、石﨑くんの３人がメンバーにくわわり、８人の研究室になりました。一緒にいい仕事をしましょう。 2019.4.1 大山教授の申請した研究計画が「新学術領域　Hydrogenomics」の公募研究として採択されました。これからは水素も大山研のテーマです。

2018年度

2019.3.25　　大山研最初の卒業生、福本くんの卒業のお祝い会です。幸い、全員集まってくれました。おめでとう！

記念品は、福本くんのデータをプリントしたマグカップです。

2019.3.18-25　　J-PARCで中性子ホログラフィー実験です。４年生中心に実験がすすみます。

2019.3.14-17　　日本物理学会年会に参加し、山本くん(B4)、杉本くん(B4)がポスター発表しました。たくさんの専門家が議論にきてくれました。これで今年度の発表は終了です。

希土類磁性の専門家である日本原子力研究開発機構の
金子先生とお食事。

2019.3.6　　　工学部マテリアル工学科の３年生が７人、J-PARCと研究室見学にきてくれました。J-PARCの中性子実験室を見学してもらったあと、研究室で先輩3人といろいろお話ししてもらいました。

2019.3.2-3　　奈良先端大で開催された新学術領域「3D活性サイト科学」の第９回報告会で、福本くんがLED材料SiCについての発表をしました。

2019.2.28 大山教授がWorkshop of Thermoelectric Materials at Ibaraki Univ.で熱電材料研究での中性子ホログラフィーの役割について講演しました。

2019.2.21-28 J-PARCで中性子ホログエラフィー実験の開始です。今回は新しくGe型γ線検出器を用いた高精度の実験への挑戦です。今回は４年性の二人が活躍しています。

2019.2.19　　福本くん(M2)の修論発表でした。タイトルは「中性子ホログラフィーの開発研究に伴うシミュレーションソフト開発と白色LED材料SiCの研究」。オリジナリティーのある立派な発表でした。厳しい質問もありましたが、審査員の評価も上々です。お疲れ様！！

2019.2.14　　マテリアル工学科の３年生が６名、J-PARCと研究室見学にきてくれました。見学のあと、先輩二人と１時間ぐらいお話しし、東海での生活とかいろいろ質問してくれました。

2019.2.13　　今日はマテリアル工学科の卒研発表でした。杉本くん、山本くんが一年間の研究を立派に発表しました。内容がごりっごりの固体物理なので、マテリアルのなかでは異質感のある研究ですが、レベルの高いものでした。（記念写真とれず残念！！）

2019.2.4-5　上地君（M1）、金澤君(M1)がロンドンにある日本大使館で開催された国際シンポジウム「Symposium on 3D Active-site Science in London,」に参加し、ポスター発表をしました。新学術領域での大門賞受賞のご褒美です。大使にもご挨拶をいただきました。

大使館の玄関です。歴史的な立派な建物。　　　名物の二階建てバスが茨交のように普通に走っています。
バッキンガム宮殿のすぐ近く。

ひと仕事終えて、Pubでのお疲れさん会。　　　　　　　　　　　日本大使館の外観です。
左はMAX-IV（Sweden）の橋下さんと、
やはり受賞者として招待された林原さん（首都大学東京）
なんといっても大使館ですからスーツです。

Jensさんと上地くん。（掲載許可ずみ）

2019.1.11　　大山教授が日本放射光学会に招待され、第32回日本放射光学会年会（福岡）のシンポジウムで招待講演をおこないました。光栄なことです。

タイトル：J-PARC白色中性子ビームによる軽元素局所構造の観測（招待講演）

2019.1.7-9　　M1の上地くん、金澤くん、４年の杉本くん、山本くんが17th Korea-Japan Meeting on Neutron Scattering（日韓中性子研究会）に参加しました。杉本くん、山本くんには初めての国際会議での発表です。英語のポスター発表も初めてですが、がんばりました。

正面に見える高いビルが今回のホテルのあたり。　　　レセプションで韓国のご馳走をいただく。

2018.12.26　　　工学部物質科学工学科の１年生のJ-PARCおよび東海キャンパス見学をやりました。J-PARCの装置群を見学し、そこでの先端サイエンスについて説明しました。また東海キャンパスで、院生の先輩と卒研や進学について話をしました。

2018.12.25　　　原子核物理学の専門家とお会いし、ホログラフィーでの散乱理論について貴重な議論をしていただきました。学生さんも議論にくわわり、原子核物理について多くのことを教えていただきました。

2018.12.14　　　大山教授が主査を務める平成３０年度物質科学研究会が東京で開催されました、。テーマは「熱電材料開発の最前線と中性子の応用」で、大山教授も中性子の利用について１時間講演をしました。熱電材料の研究をしている杉本くんもスーツをきて参加です。

2018.12.6-13 J-PARCで中性子ホログラフィー実験を行いました。今回は、熱電材料BドープMg2SiのB位置決定の実験、LiNbO3での世界初の透過型中性子ホログラフィーの試験実験、粉末中性子ホログラフィー実験をおこないました。どれも新しいチャレンジです。１１月に引き続き、名工大の後藤くん（４年）も実験に参加です、

単結晶の軸の方位を中性子ブラッグ反射をつかってきめているところ。

2018.12.4 日本中性子科学会第１８回年会において、福本くん(M2）、上地くん（M1）が優秀ポスター賞を受賞しました。おめでとう！

受賞タイトル　
福本陽平　「中性子用ホログラムシミュレーョンソフトの開発とBドープ6H-SiCの局所構造解析」
上地昇一　「対象元素の拡大による白色中性子ホログラフィーの展開」

左から二人目が福本くん(M2)、３人目が上地くん(M1)。

大学本部のニュースにものりました。->こちら
工学部のニュースにものりましたー＞こちら

2018.12.4-5　　第１８回　日本中性子科学会年会（水戸市）が開催され、学生さん全員がポスター発表しました。大山教授も口頭発表をしました。今回の年会では、発表件数で茨城大学が東大や東北大、J-PARCのような巨大機関を抑えて一位になりました。茨城大の量子線科学全体の勢いがある証拠です。

　　