テラヘルツ磁気共鳴力顕微鏡の開発

• 研究課題/領域番号: 22340101
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 大道 英二 神戸大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00323634)
• 連携研究者: 太田 仁 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: 磁気共鳴 / 電子スピン共鳴 / カンチレバー / 磁気共鳴力顕微鏡 / テラヘルツ

研究概要

本研究ではテラヘルツ領域におけるカンチレバーを用いた高周波電子スピン共鳴(ESR)測定の大幅な高感度化に成功した。特に、ESR 信号に伴う微小なカンチレバーの変位を検出するため、ファイバー光学系を用いた Fabry-Perot 干渉計を測定系に導入した。また、この方法を用いて異方性が小さいラジカル試料の ESR 信号検出に高周波領域で初めて成功し、スピン検出感度として 10^8 spins/G という高い感度を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Design of in situ sample rotation mechanism for angle-dependent study of cantilever-detected high-frequency ESR (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Ohmichi, S. Hirano, and H. Ohta
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance 巻: 227 ページ: 9-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cantilever-detected high-frequency ESR measurement using a backward travelling wave oscillator (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tokuda
  • 雑誌名: Journal of Physics:Conference Series 巻: 400 号: 3 ページ: 032103-032103
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/3/032103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cantilever-detected high-frequency ESR measurement using a backward travelling wave oscillator (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tokuda, S. Hirano, E. Ohmichi, and H. Ohta
  • 雑誌名: Phys. Conf. Ser 巻: 400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward terahertz ESR spectroscopy using a microcantilever (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Ohmichi, S. Hirano, N. Mizuno, and H. Ohta
  • 雑誌名: e-J. Surf. Sci. Nanotech. 巻: 9 ページ: 188-190
  • NAID: 130004439273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Spin Dynamics Observed by High-Frequency ESR in Honeycomb Lattice Antiferromagnet InCu_<2/3>V_<1/3>O_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Okubo, H.Wada, H.Ohta, T.Tomita, M.Fujisawa, T.Sakurai, E.Ohmichi, H.Kikuchi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 2 ページ: 23705-4
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.023705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward terahertz ESR spectroscopy using a microcantilever (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Ohmichi, S.Hirano, N.Mizuno, H.Ohta
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 9 ページ: 188-190
  • NAID: 130004439273
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-frequency ESR measurement at 315 GHz using a microcantilever (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Ohmichi, N.Mizuno, S.Hirano, H.Ohta
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 159 ページ: 276-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of multi-extreme ESR measurement sytem in Kobe (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ohta, E.Ohmichi, S.Okubo, T.Sankurai, M.Fujisawa
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 159 ページ: 302-306
  • 査読あり
• [学会発表] ファラデー法を用いた磁化検出による高周波カンチレバーESR 測定法の開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 徳田祐樹、大道英二、太田仁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 自作両面マスクアライナを用いた 高感度MEMSカンチレバーの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小西鷹介、大道英二、太田仁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] ファラデー法を用いた磁化検出による高周波カンチレバーESR測定法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 徳田祐樹
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
• [学会発表] 自作両面マスクアライナを用いた 高感度MEMSカンチレバーの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小西鷹介
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
• [学会発表] Microfabrication of a MEMS cantilever for mechanically detected high-frequency ESR measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Ohmichi 他
  • 学会等名: Bexco
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] Development of high- sensitivity cantilever-detected ESR measurement using a fiber-optic interferometer (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tokuda 他
  • 学会等名: Bexco
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] 周波数変調方式によるカンチレバーESR 測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大道英二他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 日本物理学会
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 周波数変調方式によるカンチレバーESR測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大道英二、冨山陽樹、徳田祐樹、太田仁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Microfabrication of a MEMS cantilever for mechanically detected high-frequency ESR measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Ohmichi
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Bexco, Busan, Korea
• [学会発表] Development of high-sensitivity cantilever-detected ESR measurement using a fiber-optic interferometer (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tokuda
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Bexco, Busan, Korea
• [学会発表] Advanced ESR Studies for New Frontiers in Biofunctional Spin Science and Technology (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Ohmichi他
  • 学会等名: Cantilever ESR spectroscopy and its application to biological systems, International Workshop
  • 発表場所: Kobe University
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] Cantilever ESR spectroscopy and its application to biological systems (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Ohmichi
  • 学会等名: International Workshop "Advanced ESR Studies for New Frontiers in Biofunctional Spin Science and Technology
  • 発表場所: Kobe University(兵庫県)
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] New method of high-resolution electron spin resonance using a microcantilever (2010)
  • 著者名/発表者名: Eiji Ohmichi
  • 学会等名: PacifiChem2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, (USA)(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Toward Terahertz ESR Spectroscopy Using a Microcantilever (2010)
  • 著者名/発表者名: Eiji Ohmichi
  • 学会等名: 6^<th> International Workshop on Nano-scale Spectroscopy and Nanotechnology
  • 発表場所: Kobe Univ., Kobe(招待講演)
  • 年月日: 2010-10-27