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磁性ナノコンポジット材料を用いたホログラフィック中性子スピン偏極制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K19072
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 応用物理工学およびその関連分野
研究機関電気通信大学

研究代表者

富田 康生  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50242342)

研究協力者 磯 由布子  
影山 明久  
ファリー マーティン  
クレップ ユーゲン  
プルナー クリスチャン  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード応用光学・量子光工学 / 磁性ナノ材料 / ナノコンポジット材料 / ホログラフィック格子 / 中性子光学 / 磁性ナノ微粒子
研究成果の概要

冷・極冷中性子ビームスピン偏極制御をホログラフィックに高効率で実現することを目的とし、表面処理超常磁性Fe3O4ナノ微粒子をアクリルモノマーブレンド中に9.3vol.%まで一様分散した光重合性磁性ナノ微粒子分散コンポジット(NPC)フィルムの作成を実現した。緑色レーザー(532nm)の二光束干渉露光による概NPCフィルムへの透過型体積ホログラフィック記録を実証し、無スピン偏極冷中性子(波長4.5nm)ビーム回折実験から最大回折効率6%が得られることを実証した。加えて、超伝導量子干渉計により一様硬化した磁性ナノ微粒子分散コンポジットフィルムの磁気特性を測定して超磁性特性を有することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により光重合性磁性ナノ微粒子-ポリマーコンポジット中に緑色レーザーで記録した磁性体積ホログラムから極冷中性子ビームの回折が効率的に行われることを世界に先駆けて実証た。この成果はスピン偏極冷・極冷中性子ビームによる高回折効率でコンパクトなスピン偏極制御機能の可能性を示したという意味で学術的意義は非常に大きい。また、本研究成果により冷・極冷中性子のスピン干渉現象を利用し た量子力学や場の量子論などの基礎物理学、高分解能分光、物性・高分子研究、生命科学・医療、中 性子イメージング、磁気材料開発など基礎科学分野や工学応用分野への多大な寄与が期待できるという意味で社会的意義も大きい。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Vienna(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Vienna(Austria)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Monte-Carlo simulation of neutron transmission through nanocomposite materials for neutron-optics applications2019

    • 著者名/発表者名
      M. Blaickner, B. Demirel, I. Drevensek-Olenik, M. Fally, P. Flauger, P. Geltenbort, Y. Hasegawa, R. Kurinjimala, M. Licen, C. Pruner, S. Sponar, Y. Tomita, and J. Klepp
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 916 ページ: 154-157

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.11.074

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Photopolymerizable nanocomposite materials: toward holographic manipulation of slow-neutron beams and their spin states2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Tomita, Akihisa Kageyama, Yuko Iso, Koichi Umemoto, Juergen Klepp, Christian Pruner, and Martin Fally
    • 学会等名
      Photorefractive Photonics and Beyond 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light and neutron diffraction properties of holographic nanodiamond composite gratings2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Tomita, Akihisa Kageyama, Yuko Iso, Koichi Umemoto, Juergen Klepp, Christian Pruner, and Martin Fally
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超常磁性Fe3O4ナノ微粒子-ポリマーコンポジット格子からの低速中性子ビーム回折の観測2019

    • 著者名/発表者名
      富田 康生, 磯 由布子, 影山 明久, J. Klepp, C. Pruner, M. Fally
    • 学会等名
      2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photopolymerizable nanoparticle-polymer composite materials for light and neutron beam manipulations2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomita, K. Nagaya, T. Aoi, Y. Iso, A. Kageyama, N. Nishimura, K. Odoi, K. Umemoto, J. Klepp, C. Pruner, and M. Fally
    • 学会等名
      PHOTOPTICS 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photopolymerizable nanocomposite materials for holographic applications2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomita
    • 学会等名
      III International Symposium on Nanoparticles/Nanomaterials and Applications (ISN^2A) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超常磁性ナノ微粒子-ポリマーコンポジット格子2018

    • 著者名/発表者名
      富田康生、影山明久、磯由布子、青井紀、J. Klepp、C. Pruner, M. Fally
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Photopolymerizable nanocomposite gratings for holographic control of slow neutron beams2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomita, A. Kageyama, T. Aoi, Y. Iso, K. Umemoto, J. Klepp, C. Pruner, and M. Fally
    • 学会等名
      1st International Conference on Optics, Photonics and Lasers (OPAL2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 富田康生研究室HP

    • URL

      http://talbot.es.uec.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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