負のミュオン素粒子を用いた固体内物質移動の検証

• 研究課題/領域番号: 23K26533
• 補助金の研究課題番号: 23H01840 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29010:応用物性関連
• 研究機関: 一般財団法人総合科学研究機構
• 研究代表者: 杉山 純 一般財団法人総合科学研究機構, 中性子科学センター, 特任研究員 (40374087)
• 研究分担者: 竹下 聡史 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (40450366)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2023年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 負ミュオンスピン回転緩和 / 固体内物質移動 / イオン拡散 / 電池 / 拡散 / 負ミュオン / 核磁場緩和

研究開始時の研究の概要

負ミュオンの寿命は捕獲される核の原子番号とともに減少する。核磁場測定には最低でも6μs程度までのデータが必要なので、原子番号20以上つまりSc以降の元素に捕獲されたμ-の寿命は短過ぎて使えない。また核磁気モーメントを有する核に捕獲されたμ-のスピンは、核スピンと超微細結合状態を形成して急速に減衰するので、周囲の核磁場を視るのに不適である。すなわち利用できるミュオン原子はμ-C、μ-O、μ-Mg、μ-Si、μ-S、μ-Caなので、測定対象を酸化物・リン酸塩・硫酸塩・有機物等に限定し、これらの内部での動的挙動がイオン拡散に起因するかどうかを検証する。