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SQUID磁束計へマイクロ波偏光を導入することによる円偏光キラルESRの観測

研究課題

研究課題/領域番号 18H01955
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分32020:機能物性化学関連
研究機関大阪市立大学

研究代表者

塩見 大輔  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40260799)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワードESR / 円偏波 / SQUID / キラリティー / キラル磁性体 / マイクロ波 / キラリティ / 円偏光 / 電子スピン共鳴 / SQUID磁束計
研究成果の概要

ESRで用いられるマイクロ波は,一般に直線偏波であった.これを左右円偏波にすることで,磁性体のキラリティーをESRで直接評価できる可能性がある.本研究では,汎用のSQUID磁束計に円偏波を導入して,縦磁化の変化量を検出することで円偏波ESRを測定する装置系を開発した.動作周波数をQ/KaバンドまたはVバンドとした測定系を設計・製作した.アンテナ端から放射される電磁波から求めた左右円偏波の振幅比は0.9程度だった.しかし,導波管内に磁性体試料を入れて測定した磁化から偏波比を求めると0.4/0.6程度だった.低偏波度の原因として,高次モードの混入や,波長に対する試料の相対的大きさが考えられる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ESR(電子スピン共鳴)は,磁性体の評価手段として強力な方法である.これに円偏波の電磁波を使えるようになれば,これまで「ESRの眼」から隠されていた構造キラリティーに関する情報が得られる可能性がある.円偏波を使ってESRを検出するには,これまで技術的な困難があったが,定常的な縦磁化を検出するという斬新な方法をとることでこれを克服することに挑戦した.円偏波を照射しつつ縦磁化を検出できる装置系を設計し製作した.完成した装置で電磁波偏波の形を評価した結果,大きく「だ円形」に歪んでいることがわかった.この原因として,装置内部での偏波の反射や装置の歪み,或いは試料の大きさと波長との関係が考えられる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] Novosibirsk State University/Novosibirsk Institute Organic Chemistry(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Novosibirsk State University/International Tomography Center SB RAS(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Technische Universitaet Darmstadt/Universitaet Kassel(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Syntheses and Properties of (Nitronyl nitroxide)‐substituted Tri‐phenylamine ortho ‐Bridged by Two Oxygen and Sulfur Atoms2020

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Naoki、Tanaka Nobuaki、Fujimoto Natsumi、Tanaka Rika、Suzuki Shuichi、Shiomi Daisuke、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Kozaki Masatoshi、Okada Keiji
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 16 号: 1 ページ: 72-79

    • DOI

      10.1002/asia.202001227

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Metal Clusters Coordinated with (Nitronyl Nitroxide)‐Substituted Amidinate Ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto Ryu、Suzuki Shuichi、Kozaki Masatoshi、Kanzaki Yuki、Shiomi Daisuke、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Tanaka Rika、Okada Keiji
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 5 号: 36 ページ: 11170-11176

    • DOI

      10.1002/slct.202002927

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox‐Induced Modulation of Exchange Interaction in a High‐Spin Ground‐State Diradical/Triradical System2020

    • 著者名/発表者名
      Nagata Atsuki、Hiraoka Shinsuke、Suzuki Shuichi、Kozaki Masatoshi、Shiomi Daisuke、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Tanaka Rika、Okada Keiji
    • 雑誌名

      Chemistry -A European Journal

      巻: 26 号: 14 ページ: 3166-3172

    • DOI

      10.1002/chem.201905465

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of π-Conjugated Hybrid Phenoxyl-Nitroxide Radicals with Extended π-Spin Delocalization2020

    • 著者名/発表者名
      Zaytseva Elena、Shiomi Daisuke、Ten Yury、Gatilov Yuri V.、Lomanovich Alyona、Stass Dmitri、Bogomyakov Artem、Yu Aixia、Sugisaki Kenji、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Bagryanskaya Elena、Mazhukin Dmitrii
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 124 号: 12 ページ: 2416-2426

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.9b11856

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Trityl-Aryl-Nitroxide-Based Genuinely g-Engineered Biradicals, As Studied by Dynamic Nuclear Polarization, Multifrequency ESR/ENDOR, Arbitrary Wave Generator Pulse Microwave Waveform Spectroscopy, and Quantum Chemical Calculations2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Kazunobu、Hirao Rei、Timofeev Ivan、Krumkacheva Olesya、Zaytseva Elena、Rogozhnikova Olga、Tormyshev Victor M.、Trukhin Dmitry、Bagryanskaya Elena、Gutmann Torsten、Klimavicius Vytautas、Buntkowsky Gerd、Sugisaki Kenji、Nakazawa Shigeaki、Matsuoka Hideto、Toyota Kazuo、Shiomi Daisuke、Takui Takeji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 123 号: 34 ページ: 7507-7517

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.9b07169

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum chemistry on quantum computers: quantum simulations of the time evolution of wave functions under the S^2 operator and determination of the spin quantum number S2019

    • 著者名/発表者名
      Sugisaki Kenji、Nakazawa Shigeaki、Toyota Kazuo、Sato Kazunobu、Shiomi Daisuke、Takui Takeji
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 21 号: 28 ページ: 15356-15361

    • DOI

      10.1039/c9cp02546d

    • NAID

      120006712080

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020385

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Open-Shell and Antiaromatic Character Induced by the Highly Symmetric Geometry of the Planar Heptalene Structure: Synthesis and Characterization of a Nonalternant Isomer of Bisanthene2019

    • 著者名/発表者名
      Konishi Akihito、Horii Koki、Shiomi Daisuke、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Yasuda Makoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 26 ページ: 10165-10170

    • DOI

      10.1021/jacs.9b04080

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triplet Diradical Cation Salts Consisting of Phenothiazine Radical Cation and Nitronyl Nitroxide2019

    • 著者名/発表者名
      Tahara Takuma、Suzuki Shuichi、Kozaki Masatoshi、Shiomi Daisuke、Sugisaki Kenji、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Mitake Yota、Hosokoshi Yuko、Nojiri Hiroyuki、Okada Keiji
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 印刷中 号: 29 ページ: 7201-7209

    • DOI

      10.1002/chem.201900513

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Magnetic Properties of (Pyrrolidin-1-oxyl)-(Nitronyl Nitroxide)/(Iminonitroxide)-Dyads2018

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Haruki、Suzuki Shuichi、Kozaki Masatoshi、Shiomi Daisuke、Sato Kazunobu、Takui Takeji、Okada Keiji
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 1801-1806

    • DOI

      10.1002/asia.201801615

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radical Cation π-Dimers of Conjugated Oligomers as Molecular Wires: An Analysis Based on Nitronyl Nitroxide Spin Labels2018

    • 著者名/発表者名
      Nishinaga Tohru、Kanzaki Yuki、Shiomi Daisuke、Matsuda Kenji、Suzuki Shuichi、Okada Keiji
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 45 ページ: 11717-11728

    • DOI

      10.1002/chem.201801712

    • NAID

      120006716400

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019731

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Behavior of Active Materials inside a TCNQ-based Lithium Ion Rechargeable Battery by in-situ 2D ESR Measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Kanzaki, Y.; Mitani, S.; Shiomi, D.; Morita, Y.; Takui, T.; Sato, K.
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 10 号: 50 ページ: 43631-43640

    • DOI

      10.1021/acsami.8b14967

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ESR analyses of picket fence Mn^II and 6th ligand coordinated Fe^III porphyrins (S = 5/2) and a Co^II(hfac) complex (S = 3/2) with sizable ZFS parameters revisited: A full spin Hamiltonian approach and quantum chemical calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Yamane Takeshi、Sugisaki Kenji、Matsuoka Hideto、Sato Kazunobu、Toyota Kazuo、Shiomi Daisuke、Takui Takeji
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 46 ページ: 16429-16444

    • DOI

      10.1039/c8dt02988a

    • NAID

      120006776860

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019797

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ESR analyses of high-spin pentacoordinated cobalt(II) complexes revisited: Exact geff-gtrue relationships and quantum chemical calculations2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamane, Kenji Sugisaki, Kazunobu Sato, Kazuo Toyota, Daisuke Shiomi, Takeji Takui
    • 学会等名
      The 13th Japanese-Russian Workshop on “Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SQUID磁束計での静磁化検出によるQ-バンド円偏波ESR2019

    • 著者名/発表者名
      塩見大輔, 佐藤和信, 工位武治
    • 学会等名
      第58回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ESR Analyses of Picket Fence MnII and 6th Ligand Coordinate FeIII Porpyrins and a CoII Complex with Sizable ZFS Parameters Revisited2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamane, Kenji Sugisaki, Kazunobu Sato, Kazuo Toyota, Daisuke Shiomi, Takeji Takui
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Spin Quantum Computing by Arbitrary Microwave Excitation Technology for Optimal Quantum Control2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunobu Sato, Satoru Yamamoto, Taiki Shibata, Rei Hirao, Keigo Tanimoto, Kenji Sugisaki, Shigeaki Nakazawa, Elham Hosseini, Koji Maruyama, Kazuo Toyota, Daisuke Shiomi, Konstantin Ivanov, Yasushi Morita, and Takeji Takui
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Molecule-based Magnets (ICMM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Spin Manipulation Utilizing a Chirp Pulse for Molecular Spin Quantum Computing2018

    • 著者名/発表者名
      Rei Hirao, Satoru Yamamoto, Kazunobu Sato, Shigeaki Nakazawa, Kazuo Toyota, Daisuke Shiomi, Konstantin Ivanov, Takeji Takui
    • 学会等名
      The III International Conference “Spin physics, spin chemistry and spin technology” (SPCT-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ESR and quantum chemical investigations of electronic structures of organic triplet states affected by pi-conjugation connectivity2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Matsui, Hideto Matsuoka, Kenji Sugisaki, Kazuo Toyota, Kazunobu Sato, Daisuke Shiomi, Nobuaki Tanaka, Shuichi Suzuki, Keiji Okada, Takeji Takui
    • 学会等名
      XII Russian-Japanese workshop “OPEN SHELL COMPOUNDS AND MOLECULAR SPIN DEVICES”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum Chemical Calculations of Open Shell Molecules on Quantum Com-puters: Efficient Construction Methods of the Open Shell Wave Functions2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sugisaki, Satoru Yamamoto, Shigeaki Nakazawa, Kazuo Toyota, Kazunobu Sato, Daisuke Shiomi, and Takeji Takui
    • 学会等名
      The Third Joint Conference of the Asia-Pacific EPR/ESR Society and The International EPR (ESR) Society (IES) Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SQUID磁束計を用いた磁化検出による円偏波ESRの観測2018

    • 著者名/発表者名
      塩見大輔、佐藤和信、工位武治
    • 学会等名
      第57回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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