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カンチレバーを用いたナノマテリアル時代の新しい電子スピン共鳴測定法の開発

Research Project

Project/Area Number 16654057
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

太田 仁  神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大道 英二  神戸大学, 理学部, 助教授 (00323634)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsカンチレバー / 電子スピン共鳴 / 強磁場 / 物性実験 / 磁性 / ナノ材料
Research Abstract

量子コンピューター開発のためのqubitの探索・開発などを背景にカーボンナノチューブ,ナノドットなど現代は,このような物質群に代表されるナノマテリアルの研究が大変盛んとなっている。また,ナノサイズまでいかないまでも有機結晶や生体物質は,得られる試料がμgとこれまでの物理の測定の常識に比べ非常に小さく,このような微量系の電子スピン共鳴の観測は,市販のX-band(9.5GHz)ESRでは非常に困難で,新しい高感度な電子スピン共鳴の検出法が求められている。そこで,本研究のねらいは,従来のX-band ESRがもちいている空洞共振器とは全くことなる原理であるカンチレバーを用いて,特に高周波数強磁場ESRで高感度を実現するところにある。昨年度は,パルス磁場中と定常磁場中でのカンチレバーによる感度の違いを検証するため,東北大学金属材料研究所強磁場センターの定常磁場中でマイクロカンチレバーを用いたESR測定を行った.その結果,電磁波の振幅に変調を加えた場合(バイアスは直流)の方が,ブリッジ回路を交流バイアス電流で駆動した場合(電磁波に変調なし)に比べ,S/N比を大きく改善することができることが明らかとなった。本年度は,研究分担者の大道が10月に神戸大学に赴任し,引き続き神戸大学の強磁場ESRシステムを用いたCo(NH_4)_2(SO_4)_2・6H_2O(Co-Tutton塩)単結晶のパルス強磁場ESR測定装置の改良を進めた。とくに系統的にカンチレバーの磁場に対する角度を変化させる治具を作成し,信号の角度依存性測定をおこなった。その結果,この測定が試料のg値の異方性を用いて検出していることを確認し,最適な角度方向があることを明らかにした。なお,この研究に関する博士後期課程学生の木俣の日本赤外線学会研究会における発表「マイクロカンチレバーを用いた高感度テラヘルツ電子スピン共鳴のための技術開発」に対して,第2回日本赤外線学会奨励賞が授与された。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (4 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] カンチレバーを用いた高感度パルス強磁場ESR2007

    • Author(s)
      太田仁
    • Journal Title

      電子スピンサイエンス 第4巻・Spring号

      Pages: 57-62

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Highly Sensitive Detection of Pulsed Field ESR Using a Cantilever at Low Temperature2006

    • Author(s)
      H.Ohta
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 第850巻

      Pages: 1643-1644

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] パルス強磁場ESRにおけるマイクロカンチレバーを用いた超高感度検出法の開発2005

    • Author(s)
      木俣基
    • Journal Title

      電子スピンサイエンス 第3巻・Autumn号

      Pages: 136-137

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Recent high field ESR studies of low-dimensional quantum spin systems in Kobe2004

    • Author(s)
      太田 仁
    • Journal Title

      Physica B 第346-347巻

      Pages: 38-44

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] Field-Induced Phase Transitions and Dynamics in Quantum Spin Systems2005

    • Author(s)
      K.Kindo
    • Total Pages
      416
    • Publisher
      Prog.Theo.Phys.Suppl.159
    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カンチレバーによる磁化検出を応用したパルス磁場による高磁場・高周波電子スピン共鳴(ESR)測定装置2004

    • Inventor(s)
      太田 仁, 大道 英二
    • Industrial Property Rights Holder
      太田 仁, 大道 英二
    • Industrial Property Number
      2004-215203
    • Filing Date
      2004-07-23
    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2020-05-15  

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