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高周波WバンドパルスESR装置の試作

研究課題

研究課題/領域番号 13354008
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 物理化学
研究機関東北大学

研究代表者

山内 清語  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10127152)

研究分担者 手老 省三  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80111318)
大庭 裕範  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (10176985)
秋山 公男  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (10167851)
鈴木 洋介  キーコム株式会社, 開発技術部, 部長(研究職)
岩崎 洋平  東北大学, 多元物質科学研究所, 研究機関研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2003年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2002年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2001年度: 36,920千円 (直接経費: 28,400千円、間接経費: 8,520千円)
キーワード高周波ESR / 時間分解ESR / パルスESR / WバンドESR / 光化学反応 / 反応中間体 / 励起高スピン状態 / 電子-電子二重共鳴 / 電子スピン共鳴 / 装置開発 / 二次元ESR / 三重項-ラジカル対 / ELDOR / 励起三重項状態 / 電子スピン共鳴法 / ESR装置 / 金属錯体 / 電子励起状態
研究概要

従来のEPRに比べて高スペクトル分解,高時間分解が可能なW-バンド(95GHz)マイクロ波を用い,フーリェ変換,スピンエコー核変調効果,スピン緩和,電子-電子二重共鳴などの測定をするために,高周波パルスEPR装置を試作した.以下の装置を組み立て,初めて高周波パルスESR信号の観測に成功した.光導入部に関しても、大きな改良を加えた.以下に,本研究の成果をまとめる.
1.サンプルホルダー内のファイバーを可動化することによって,ファイバーをサンプルチューブ内まで導入することを可能にした.これによって、光照射の効率を数倍向上させるとともに,脱気サンプルの測定を可能にした.
2.cw装置の信号増幅器を、6MHzから150MHzに変えることによって、装置の時間分解能を150ナノ秒から20ナノ秒へと高速化することができた.
3.パルスブリッジによる共振器の共振モードを観測するために,周波数掃引装置および二位相検出信号の演算回路を試作し,共振を示すQ-Dipの観測ができるようになった.
4.パルスブリッジの電源回路制御装置を製作して,ブリッジ電源部の制御を容易にした.
5.マイクロ波の出力が,最大250mWであることを確認した.これは市販の装置(5mW)の50倍の出力で,これにより極短パルスの発生が可能になった.
6.ブリッジテスト用のパルス発生器を試作し,これを用いてMn^<2+>イオンの高周波EPR信号をFIDで観測することに成功した.250mWのパルス出力で,90°パルス幅が20ns以下であった.これは市販の100-150nsよりもはるかに短く,我々の研究には充分な短さである.
7.異なる周波数のマイクロ波を照射した電子二重共鳴の実験が可能であることを確認した.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2004 2003 2001 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件) 文献書誌 (19件)

  • [雑誌論文] Recent Developments in Studies of Electronic Excited States by Means of Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamauchi
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 77

      ページ: 1255-1268

    • NAID

      10013278381

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structures and Electronic States of Photoexcited States in a System of Two Nitroxide Radicals Linked Fullerene Studied by 2D Pulsed Nutation and TREPR Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohba et al.
    • 雑誌名

      Appl.Magn.Reson. 24

      ページ: 117-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recent Developments in Studies of Electronic Excited States by Means of Elecreon Paramagnetic Resonance Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamauchi
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 77

      ページ: 1255-1268

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structures and Electronic States of Photoexcited States in a System of Two Nitroxide Radicals Linked Fullerene Studied by Two Dimensional Pulsed Nutation and Time-Resolved Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohba et al.
    • 雑誌名

      Appl.Magn.Reson. 24

      ページ: 117-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substrate specificities of Deuterolysin from Aspergillus oryzae and EPR Measurement of Cobalt-substituted Deuterolysin2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Doi et al.
    • 雑誌名

      Biosci, Biotechnol.Biochem. 67(2)

      ページ: 264-270

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On the g Value Shift and Intersystem Crossing in Photo-Excited Radical-Triplet Systems2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwasaki et al.
    • 雑誌名

      Appl.Magn.Reson. 23

      ページ: 377-391

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time resolved-EPR Study of the Excited Triplet States of Dibenzo-cycloheptadienylidene2003

    • 著者名/発表者名
      K.Akiyama et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A. 107(10)

      ページ: 1447-1451

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substrate specificities of Deuterolysin from Aspergillus oryzae and Electron Paramagnetic Resonance Measurement of Cobalt-substituted Deuterolysin2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Doi et al.
    • 雑誌名

      Biosci, Biotechnol.Biochem. 67(2)

      ページ: 264-270

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-resolved(TR) EPR Study of the First Excited Triplet States of Dibenzocycloheptadienylidene and Diphenyl- methylene derivatives2003

    • 著者名/発表者名
      K.Akiyama et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 107(10)

      ページ: 1447-1451

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Principle of FPR Time Tiem resolved EPR2003

    • 著者名/発表者名
      S.Tero-Kubota et al.
    • 雑誌名

      Introduction to Spin Science and Technology, Business Center for Academic Societies Japan 5-17

      ページ: 102-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Excited Quartet and Doublet States in the Complex of znTPP and a Nitroxide Radical : X-band and W-Band Time-Resolved EPR Studies2001

    • 著者名/発表者名
      J.Fujisawa et al.
    • 雑誌名

      Appl.Magn.Reson. 21

      ページ: 483-493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Excited Quartet and Doublet States in the Complex of Tetraphenyl-porphyrine Zinc(II) and a Nitroxide Radical in Solution : X-band and W-Band Time-Resolved EPR Studies2001

    • 著者名/発表者名
      J.Fujisawa et al.
    • 雑誌名

      Appl.Magn.Reson. 21

      ページ: 483-493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [図書] 電子スピンサイエンス&スピンテクノロジー入門2003

    • 著者名/発表者名
      手老省三
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      日本学会事務センター
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Doi, et al.: "Substrate specificities of Deuterolysin from Aspergillus oryzae and Electron Paramagnetic Resonance Measurement of Cobalt-substituted Deuterolysin"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 67(2). 264-270 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hirota, et al.: "Short-lived Excited Triplet States Studied by Time-Resolved EPR Spectroscopy"J.Photochem.Photobio.C. 4. 109-124 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohba, et al.: "Structures and Electronic States oh Phtoexclted States in a System of Two Nitroxide Radicals Linked Fullerene Studied by Two Dimensional Pulsed Nutation and TREPR"Appl.Magn.Reson.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamauchi: "Recent Developments Studies of Electronic Excited States by Means of Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy"Bull.Chem.Soc.Jpn.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Akiyama, et al.: "Time-resolved (TR) EPR Study of the First Excited Triplet States of Dibenzocycloheptadienylidene and Diphenylmethylene derivatives"J.Phys.Chem.A.. 107(10). 1447-1451 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tero-Kubota, et al.: "Photoinduced Phenoxyl Radial formation from Lingo-p-cresol as Studied by Steady State and time-resolved EPR Spectroscopy"Chem.Phys.Lett.. 381(3,4). 340-345 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamauchi et al.: "Direct Observation of Localized Excitation in the Lowest Excited Triplet State of Fullerene Dimers C_<120> and C_<120>O by means of Time-Resolved EPR"Chem. Phys. Lett.. 363. 199-203 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Akiyama et al.: "One-and two Dimensional EPR Studies on the Radical Pair Generation by the Photoreduction in Aerosol OT reverse Micelles"J. Phys. Chem. B.. 106(9). 2398-2403 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasaki et al.: "On the g Value Shift and Intersystem Crossing in Photo-Excited Radical-Triplet Systems"Appl. Magn. Reson.. 23. 377-391 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Murai et al.: "Developments of Magnetic Resonance Related Spin Chemistry in Japan"Appl. Magn. Reson.. 23. 249-267 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohba et al.: "An Application of Two-Ddimensional Pulsed-EPR Nutation Spectroscopy to Disordered System with Large g Anisotropy"Appl. Magn. Reson.. 23. 539-556 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamauchi et al.: "The Lowest Photoexcited Triplet State of Subphthalocyanine in Solid and Fluid Environments. Time-Resolved EPR Studies"J. Phys. Chem. A. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ikoma, O.Ito, S.Tero-Kubota: "Exploring Radicals in Carbonaceous Solids by Means of Pulsed EPR Spectroscopy"Energy & Fuels. 8 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Islam SM Saiful et al.: "Chemically Induced Dynamic Electron Polarization Studies on Photolysis of Hexaphenyl-disilane, digermane and distannane"Phys. Chem. Chem. Phys.. 3. 1011-1014 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Islam SM Saiful et al.: "Time-resolved EPR and ODMR Studies on the Lowest Excited Triplet States of α-Silyl and α-Germyl Ketones"Mol. Phys.. 99. 1183-1192 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Fujisawa et al.: "Excited Quartet and Doublet States in the Complex of ZnTPP(II) and a Nitroxide Radical in Solution : X-band W-Band Time-Resolved EPR Studies"Appl. Magn. Reson.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohba, S.Yamauchi: "Determination of Relative Sign of g-factors by Two-dimensional Pulsed EPR Nutation Spectroscopy"Mol. Phys.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasaki et al.: "Time-Domain Observation of External Magnetic field Effects on the Delayed Fluorescence of N, N, N', N'-tetramethyl-1, 4-phenylenediamine in Alcohol Solution"J. Phys. Chem. A.. 105. 2961-2966 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagano et al.: "Electronic Structures of the Lowest Triplet States of Diphenylpoyyenes"J. Chem. Phys.. 114. 1775-1784 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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