2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development and Application of QD method Electromagnetic horn-type and Resonator-type ESR Spectrometers and their Measurement and Analysis.
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16K06304
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
小林 正 大分大学, 理工学部, 名誉教授 (30100936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊田 昌宏 大分大学, 理工学部, 教授 (00290742)
大賀 恭 大分大学, 理工学部, 教授 (60252508)
金澤 誠司 大分大学, 理工学部, 教授 (70224574)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電磁ホーン型ESR / QIFM / QD法 / LNA / 吸収・分散スペクトル / パワースペクトル / 遷移金属イオン同定法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度に続き、QD法電磁ホーン型ESRの感度向上を国立天文台との共同研究で行った。当装置のマイクロ波立体回路をスペクトラムアナライザー、パワーセンサーを用いて増幅度等装置改良の余地・箇所を徹底的に調査した。調査結果に基づきミッドアンプ及びLow Noise AMP.をQIFM素子のRF端子前に設置し、感度向上実験を行い、室温で５倍程の感度向上を認めた。また試料により、マイクロ波反射方式か、透過方式かの最適選択を検討した。引き続き感度向上実験を続けている。
共振器型ESRにもQD法を応用し、試作TE011モード共振器と、2017年に特許出願のTMモード生体試料用共振器を用いて、QD法で共振器型ESRでも、吸収と分散スペクトルが計測できパワースペクトルを得た。パワースペクトルがESR強度評価に最適な事例を、従来の吸収スペクトルのみの面積強度又はpeak to peak強度からの強度評価法と比較して、QD法ホーン型ESRを用い、それを各種濃度の水溶液のESR強度の線形性の良さから実験的に示した（計測法の標準化の事例）。
QD法電磁ホーン型ESRを海水から得たMgO単結晶を用いて、結晶中に取り込まれた各種不純物でESR計測可能なマンガン、クロム、バナジウムイオンのESRスペクトルの角度依存計測から、立方晶対称場中で本来角度依存がないマンガンイオンの共鳴磁場の角度依存性を発見した。ESR結晶学の立場からその原因解明を進めている。更にMgO単結晶中に複数種添加された遷移金属イオンをQD法ESRで判別・同定する手法を発見し、吸収と分散スペクトルを用いて不対電子センター種を同定するQD飽和法として特許出願を行った。これもQD法応用の新規な計測・解析法の標準化事例として、更に(水)溶液やラジカルと適用範囲を広げている。2019年度は以上の成果を4件の学会発表で報告した。
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