2015 Fiscal Year Annual Research Report
光ポンピングと超偏極ラベリングによる表面敏感NMR法の開発
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25287092
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
後藤 敦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 極限計測ユニット, 主幹研究員 (30354369)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 磁気共鳴 / 動的核偏極 / 光物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、表面敏感な核磁気共鳴法を実現するための技術として、半導体の光ポンピング核磁気共鳴技術と固体界面での核磁化転写技術の組み合わせによる「超偏極ラベリング技術」の開発を目指している。初年度（平成25年度）は、本技術の実現に不可欠となる「光ポンピング核磁気多重共鳴装置」について、その主要部分となる「試料ステージ及びマウント機構」の開発を行った。第2年度（平成26年度）は、前年度に開発したシステムの低温での安定性の評価を行い、その性能を確認した。さらに、砒化ガリウム試料におけるガリウム核の低温での光ポンピング核磁気共鳴信号強度の照射波長依存性から光ポンピングに最適な波長を決定し、その仕様に基づき波長固定レーザー等からなる「励起光源システム」を構築した。また、偏極転写のモデル物質として砒化ガリウム・燐化ガリウム系の積層構造を用い、薄膜内のリン核の検出を行った。
本年度（平成27年度）は、前年度に開発した「励起光源システム」からクライオスタットの真空槽内におかれたプローブに真空ポートを介して複数の波長の偏光励起光を導光する「励起光導光システム」の開発を行った。また、偏極転写技術の実証測定のため、前年度のデータを元に、砒化ガリウム・燐化ガリウム系の新しい積層構造を導入した。今後、本構造を用い、特定の原子核の核磁気共鳴信号を選択的に検出することで、本技術の実効性を検証する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度には、「励起光導光システム」の構築と、励起光を試料に照射するタイミングを制御するための「高周波・パルス制御機構」を開発する予定としていたが、前者の構築に時間がかかり、後者の開発プロセスに遅延が生じた。前者についてはほぼ完了し、後者についてもすでに開発に取りかかっているが、まだ完了していないため、平成28年度に引き続き開発を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は以下の予定で開発を進める。まず、前年度に開発した「励起光導光システム」を用いて低温での光ポンピング測定等を行い、その性能を確認する。次に、励起光を試料に照射するタイミングを核磁気多重共鳴装置から制御するための「高周波・パルス制御機構」の開発と、測定に必要となるパルスシーケンスの開発を進める。最後に、開発したシステムを用いて、固体界面の高感度検出のための検証測定を実施する。具体的には、核スピン偏極の転写モデルとして砒化ガリウム・燐化ガリウム系等の積層構造を用い、特定の原子核の核磁気共鳴信号を選択的に検出することで、本技術の実効性を検証する。
年度後半は本研究全体の総括として、本研究で得られた結果をとりまとめ、学会発表、および学術論文としての発表を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
平成27年度に予定していた「高周波・パルス制御機構」の構築が遅れたため、次年度（平成28年度）に引き続き実施することとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
「高周波・パルス制御機構」構築のための費用の一部に充当する予定。
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