2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the null detection method for spectacularly improvement of sensitivity of magnetic resonance measurements in terahertz region
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17K18760
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大久保 晋 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 准教授 (80283901)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 茂生 神戸大学, 研究基盤センター, 特命技術員 (60520012)
齋藤 佑 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 研究機関研究員 (60772142)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 新しいESR検出法 / ゼロ検出 / テラヘルツ光 / 偏光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、パルス強磁場を用いたゼロ検出ESR測定装置の開発を行った。市販のフリースタンディングワイヤーグリッド偏光素子では、1) パルス磁石の狭い空間に導入できない、2) 時間変化する磁場によるうず電流が発生しマクスウェル応力を受ける、の問題があるため、これらを克服できる偏光素子を検討した。リフォグラフィによる特注の偏光素子を含めて検討した結果、旭化成が製造している可視光用ワイヤーグリッド偏光フィルム（WGF）が有望であると考え、テラヘルツ領域において使用可能かどうかテストを行った。その結果、偏光性、透過率、反射率は0.1 THz ~ 0.5THzの領域で十分な性能を有することがわかった。現有している試料空間φ10mmを有するパルス強磁場ESR装置を改造し、クロスニコル配置の透過測定が可能なゼロ検出ESR測定装置を製作した。φ10mmの空間に試料の両側に回転機構を備えたWGFを配置し、検出器側のWGFは試料との距離をマイクロメータヘッドで0.05mmの精度で30mm移動させることを可能にした。試料はDPPHを用いて、0.105THzの周波数、86KにおいてWGFなしの通常の透過法ESR測定では共鳴が起きた際に透過光強度の減少として観測されていたものが、WGFを導入すると共鳴が起きた際に光が透過して透過光強度が増大することが観測された。これで磁場空間が狭いパルス磁石と組み合わせたゼロ検出ESR測定に成功したと言える。本装置は、パルス幅8ms、最大磁場30Tのパルス磁場、温度領域86 K ~ 300 K、周波数領域 0.04 THz ~ 1.2THzの透過型ゼロ検出ESR測定装置となる。
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