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多周波ESRを用いた希薄金属め電子構造と磁気特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18750012
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関大阪大学

研究代表者

八代 晴彦  大阪大学, 極限量子科学研究センター, 特別科学研究員 (50360657)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード多周波ESR / 高周波ESR / 左手系 / 金属タンパク質 / 整数スピン / サイレントスピン / シングルイオン異方性 / 酸素発生機構 / 高磁場ESR / サイレンスピン / 電子構造 / 広い線幅
研究概要

本研究の目的は1「今まで不可能であった整数電子スピンが観測可能な高感度多周波ESR(〜300GHz)装置の開発」、2「1を用いたサイレントスピンをもつ金属タンパク質の電子状態と機能相関」、3「1を用いた左手系物質(LHM)候補の透磁率評価と材料開発へのフィードバック」である。
1.定在波の影響が大きく開発中の170、250GHzのシステムはまだ実用レベルに達していない。しかし〜50GHzの低周波で定在波を減じるフィルターを開発済みであり、170,250GHz用を作成し組み込む予定である。また、より小さな信号を検出するためには背景信号が問題である事が分かり、対処法を考慮中である。このためデオキシヘモグロビンの130GHz以上のESRは測定できなかった。
2.昨年、世界初の整数スピン金属タンパク質の多周波ESRに成功したMn^<3+>置換ミオグロビンの精密解析(パウダー、単結晶)を行いヘム周辺の配位構造との相関を議論した。また整数スピンの解析に使われてきた低磁場のパラレルモードESRは異方性の大きさを約10倍も過大評価してしまう事が分かった。これは過去の報告が信用できず、本研究で開発した強磁場多周波ESRの信頼性の高さを示唆する。原因は低磁場測定のため、高次(4次)の異方性項が無視できないためと分かつた。本研究で研究協力者の学生である堀谷正樹氏が阪大のドクターを授与された。
3.本装置で、磁気共鳴を用いたLHM候補である数種類(体積充填率〜数十%)の強磁性Niナノグラニュラー薄膜の透磁率の虚部、実部測定を広い温度範囲1.4〜300Kで行った。その結果、何れの温度域でもナノ粒子間の双極子相互作用の分布が広く特に低温では磁気共鳴信号がブロードであった。つまり透磁率の絶対値変化が小さく、LHMに必要な負の透磁率を実現するには相互作用の分布が狭く鋭い磁気共鳴信号を得る必要がある。この指針の基、研究協力者側で新しい材料を合成している。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multi-frequency and high-field EPR study of .manganese(III) protoporphyrin IX reconstituted myoglobin with. an S=2 integer electron spin2008

    • 著者名/発表者名
      M. Horitani, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry In press

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Spin Resonance in GaN Thin Film Doped with Fe2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kashiwagi, et. al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 581-585

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-Induced Order-Disorder Transition in Antiferromagnetic BaCo_2V_2O_8 Driven by a Softening of Spinon Excitation2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 99

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高感度多周波ESRシステムの開発と整数スピン金属タンパク質の研究2007

    • 著者名/発表者名
      八代晴彦, ら
    • 雑誌名

      電子スピンサイエンス 5

      ページ: 43-49

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Initiator Addition to Methyl Methacrylate Studied in Liquid and Supercritical Carbon Dioxide2007

    • 著者名/発表者名
      M.D.E.Forbes et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 40

      ページ: 1460-1465

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高感度多周波ESRシステムの開発と整数スピン金属タンパク質の研究2007

    • 著者名/発表者名
      八代晴彦ら
    • 雑誌名

      電子スピンサイエンス 5(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a multi-frequency ESR system with high sensitivity2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yashiro et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 51

      ページ: 576-579

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Properties of trapped electromagnetic modes in coupled waveguides2006

    • 著者名/発表者名
      G.Annino et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高感度多周波電子スピン共鳴装置の開発2006

    • 著者名/発表者名
      八代晴彦ら
    • 雑誌名

      大阪大学低温センターだより 134

      ページ: 18-22

    • NAID

      120004838060

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Present status and future plan of research in high magnetic fields at KYOKUGEN in Osaka University2006

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 51

      ページ: 647-650

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 整数スピン金属タンパク質の測定が可能な高感度多周波ESR装置の開発2007

    • 著者名/発表者名
      八代晴彦, ら
    • 学会等名
      分子研研究会
    • 発表場所
      愛知・岡崎
    • 年月日
      2007-12-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 一次元磁性体の共鳴磁場の温度依存性2007

    • 著者名/発表者名
      幸田庄司, ら
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高感度高安定多周波ESR装置の開発II2007

    • 著者名/発表者名
      八代晴彦, ら
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道・札幌
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mag.cqst.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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