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Development of measurement system of NMR relaxation rates in pulsed magnetic field up to 60 T

Research Project

Project/Area Number 19K14648
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Matsui Kazuki  東京大学, 物性研究所, 特別研究員 (20826226)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords核磁気共鳴 / パルス強磁場 / NMR / 緩和率測定 / パルス磁場 / 磁性 / 絶縁体
Outline of Research at the Start

本研究は,まずパルス強磁場下での精密な核磁気共鳴(NMR)緩和率測定手法を開発し,これを物性研究に応用する.NMR緩和率測定は磁場の時間変化に弱いため,これまでパルス磁場中での測定報告は世界的にも全く存在しなかった.このため本研究は極めて独創的な装置開発を狙っており,強磁場物理において革新的な開発となり得る.具体的には,磁場の高速PID制御技術を用いることで緩和率測定に耐える時間安定性を持つ磁場発生を行いNMR緩和率測定を実現させる.この開発したNMR緩和率測定手法をこれまで不可能であった強磁場域において行うことで,強磁場で誘起される強磁場量子相の詳細なスピンおよび電子状態を明らかにしていく.

Outline of Final Research Achievements

We have developed new spectrometer of nuclear magnetic resonance (NMR) for pulsed high fields. This spectrometer allows us to measure NMR spectrum and relaxation rate (NMR-T1) in the flat-top pulsed magnetic fields of up to 60 Tasla, which is generated with PID controlled small electromagnet inserted in main electromagnet.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

パルス強磁場は極めて高い磁場を実現する唯一の方法であり、これまでNMR測定が難しかった強磁場中の物性を明らかにするために活用されることが期待される。また、超伝導磁石は導入費用・維持費が高額であるが、パルス磁場で同程度の磁場を出す場合は非常に安価であり、そういった安価な磁場発生手法でNMR測定ができるようになったという点も意義深い。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Int'l Joint Research] ドレスデン HZDR 強磁場施設(ドイツ)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Compact megajoule-class pulsed power supply for generating long-pulsed magnetic fields2021

    • Author(s)
      Matsui Kazuki、Kanda Tomoki、Ihara Yoshihiko、Kindo Koichi、Kohama Yoshimitsu
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 92 Issue: 2 Pages: 024711-024711

    • DOI

      10.1063/5.0032895

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ブリージングパイロクロア格子磁性体CuInCr4S8に対する定常磁場NMRによる磁気状態の研究2021

    • Author(s)
      神田朋希, 厳正輝, 松井一樹, 岡本佳比古, 竹中康司, 井原慶彦, 小濱芳允
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] パルス磁場中NMR測定によるPb(TiO)Cu4(PO4)4の磁場誘起磁気秩序状態の研究2021

    • Author(s)
      林馨, 下橋正和, 井原慶彦, 神田朋希, 松井一樹, 小濱芳允, 木村健太, 木村剛
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] パルス強磁場中NMR測定のための装置開発 IV2020

    • Author(s)
      松井一樹, 神田朋希, 小濱芳允, 井原慶彦
    • Organizer
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] パルス強磁場中NMR測定のための装置開発III2019

    • Author(s)
      松井一樹, 小濱芳允, 荒島洸樹, 井原慶彦
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会(岐阜大学)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 磁化およびNMR測定によるブリージングパイロクロア強磁性体CuInCr4S8の強磁場磁気相探索2019

    • Author(s)
      厳正輝, 松井一樹, 岡本佳比古, 森政貴, 竹中康司, 井原慶彦, 小濱芳允
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会(岐阜大学)
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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