Mass transport in solids studied with negative muon spin rotation and relaxation

• Project/Area Number: 23K26533
• Project/Area Number (Other): 23H01840 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Comprehensive Research Organization for Science and Society
• Principal Investigator: 杉山 純 一般財団法人総合科学研究機構, 中性子科学センター, 特任研究員 (40374087)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹下 聡史 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (40450366)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 負ミュオンスピン回転緩和 / 固体内物質移動 / イオン拡散 / 電池 / 拡散 / 負ミュオン / 核磁場緩和

Outline of Research at the Start

負ミュオンの寿命は捕獲される核の原子番号とともに減少する。核磁場測定には最低でも6μs程度までのデータが必要なので、原子番号20以上つまりSc以降の元素に捕獲されたμ-の寿命は短過ぎて使えない。また核磁気モーメントを有する核に捕獲されたμ-のスピンは、核スピンと超微細結合状態を形成して急速に減衰するので、周囲の核磁場を視るのに不適である。すなわち利用できるミュオン原子はμ-C、μ-O、μ-Mg、μ-Si、μ-S、μ-Caなので、測定対象を酸化物・リン酸塩・硫酸塩・有機物等に限定し、これらの内部での動的挙動がイオン拡散に起因するかどうかを検証する。