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多周波ESRを用いた希薄金属め電子構造と磁気特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18750012
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

八代 晴彦  Osaka University, 極限量子科学研究センター, 特別科学研究員 (50360657)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords多周波ESR / 高周波ESR / 左手系 / 金属タンパク質 / 整数スピン / サイレントスピン / シングルイオン異方性 / 酸素発生機構 / 高磁場ESR / サイレンスピン / 電子構造 / 広い線幅
Research Abstract

本研究の目的は1「今まで不可能であった整数電子スピンが観測可能な高感度多周波ESR(〜300GHz)装置の開発」、2「1を用いたサイレントスピンをもつ金属タンパク質の電子状態と機能相関」、3「1を用いた左手系物質(LHM)候補の透磁率評価と材料開発へのフィードバック」である。
1.定在波の影響が大きく開発中の170、250GHzのシステムはまだ実用レベルに達していない。しかし〜50GHzの低周波で定在波を減じるフィルターを開発済みであり、170,250GHz用を作成し組み込む予定である。また、より小さな信号を検出するためには背景信号が問題である事が分かり、対処法を考慮中である。このためデオキシヘモグロビンの130GHz以上のESRは測定できなかった。
2.昨年、世界初の整数スピン金属タンパク質の多周波ESRに成功したMn^<3+>置換ミオグロビンの精密解析(パウダー、単結晶)を行いヘム周辺の配位構造との相関を議論した。また整数スピンの解析に使われてきた低磁場のパラレルモードESRは異方性の大きさを約10倍も過大評価してしまう事が分かった。これは過去の報告が信用できず、本研究で開発した強磁場多周波ESRの信頼性の高さを示唆する。原因は低磁場測定のため、高次(4次)の異方性項が無視できないためと分かつた。本研究で研究協力者の学生である堀谷正樹氏が阪大のドクターを授与された。
3.本装置で、磁気共鳴を用いたLHM候補である数種類(体積充填率〜数十%)の強磁性Niナノグラニュラー薄膜の透磁率の虚部、実部測定を広い温度範囲1.4〜300Kで行った。その結果、何れの温度域でもナノ粒子間の双極子相互作用の分布が広く特に低温では磁気共鳴信号がブロードであった。つまり透磁率の絶対値変化が小さく、LHMに必要な負の透磁率を実現するには相互作用の分布が狭く鋭い磁気共鳴信号を得る必要がある。この指針の基、研究協力者側で新しい材料を合成している。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Multi-frequency and high-field EPR study of .manganese(III) protoporphyrin IX reconstituted myoglobin with. an S=2 integer electron spin2008

    • Author(s)
      M. Horitani, et. al.
    • Journal Title

      Journal of Inorganic Biochemistry In press

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron Spin Resonance in GaN Thin Film Doped with Fe2007

    • Author(s)
      T. Kashiwagi, et. al.
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      Pages: 581-585

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Field-Induced Order-Disorder Transition in Antiferromagnetic BaCo_2V_2O_8 Driven by a Softening of Spinon Excitation2007

    • Author(s)
      S. Kimura, et. al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters 99

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高感度多周波ESRシステムの開発と整数スピン金属タンパク質の研究2007

    • Author(s)
      八代晴彦, ら
    • Journal Title

      電子スピンサイエンス 5

      Pages: 43-49

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Initiator Addition to Methyl Methacrylate Studied in Liquid and Supercritical Carbon Dioxide2007

    • Author(s)
      M.D.E.Forbes et al.
    • Journal Title

      Macromolecules 40

      Pages: 1460-1465

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高感度多周波ESRシステムの開発と整数スピン金属タンパク質の研究2007

    • Author(s)
      八代晴彦ら
    • Journal Title

      電子スピンサイエンス 5(印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a multi-frequency ESR system with high sensitivity2006

    • Author(s)
      H.Yashiro et al.
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series 51

      Pages: 576-579

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Properties of trapped electromagnetic modes in coupled waveguides2006

    • Author(s)
      G.Annino et al.
    • Journal Title

      Physical Review B 73

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高感度多周波電子スピン共鳴装置の開発2006

    • Author(s)
      八代晴彦ら
    • Journal Title

      大阪大学低温センターだより 134

      Pages: 18-22

    • NAID

      120004838060

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Present status and future plan of research in high magnetic fields at KYOKUGEN in Osaka University2006

    • Author(s)
      Hagiwara et al.
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series 51

      Pages: 647-650

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 整数スピン金属タンパク質の測定が可能な高感度多周波ESR装置の開発2007

    • Author(s)
      八代晴彦, ら
    • Organizer
      分子研研究会
    • Place of Presentation
      愛知・岡崎
    • Year and Date
      2007-12-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 一次元磁性体の共鳴磁場の温度依存性2007

    • Author(s)
      幸田庄司, ら
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道・札幌
    • Year and Date
      2007-09-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高感度高安定多周波ESR装置の開発II2007

    • Author(s)
      八代晴彦, ら
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道・札幌
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mag.cqst.osaka-u.ac.jp

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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