光検出磁気共鳴を用いた新しい磁気測定法の開発

• 研究課題/領域番号: 25610093
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 清水 康弘 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (00415184)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 光検出磁気共鳴 / ゼロ磁場NMR

研究成果の概要

本研究では、従来の固体NMR測定手法の感度を凌駕する光検出磁気共鳴技術を開発し、これまで不可能であった微小試料のNMR測定の実現を目指した。その結果、高磁場を必要としないゼロ磁場・超低磁場(ZULF)のNMR測定に成功し、新しい高感度磁気プローブ実現に向けた基盤的技術を構築した。アルカリ原子蒸気セルを磁気センサとして用い、これまで溶液試料でしか実現していなかったZULF-NMRの用途を、粘性液体およびゲルポリマーへと拡大させた。本研究により、緩和時間や分子間相互作用を微視的に観測する手段として、ZULF-NMRが有効であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Zero-field nuclear magnetic resonance spectroscopy of viscous liquids (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, J. W. Blanchard, S. Pustelny, G. Saielli, A. Bagno, M. P. Ledbetter, D. Budker, A. Pines
  • 雑誌名: J. Magn. Reson. 巻: 250 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.jmr.2014.10.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Site-selective Mott transition in a quasi-one-dimensional vanadate V6O13 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, S. Aoyama, T. Jinno, M. Itoh, Y. Ueda
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 114 号: 16 ページ: 166403-166403
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.166403
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin disorder in an Ising honeycomb chain cobaltate (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Igarashi, Y. Shimizu, Y. Kobayashi, M. Itoh
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.054431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local electronic state in the high-valence hollandite chromium oxide K_2Cr_8O_<16> investigated by ^<53>Cr NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Takeda
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 16
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.165107
  • 査読あり
• [学会発表] Spin order and disorder in organic diamond and triangular lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnetism 2014
  • 発表場所: Cambrige, UK
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Optically-Detected Nuclear Magnetic Resonance at Zero and Ultra-Low Magnetic Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Pustelny, M. P. Ledbetter, J. W. Blanchard, Y. Shimizu, D. Budker
  • 学会等名: 21th International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS 2013)
  • 発表場所: Berkeley, California, USA
• [備考] 名古屋大学固体磁気共鳴研究室ウェブサイト
  • URL: http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/shimizu_pub_j.html
• [備考] Researchgate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Yasuhiro_Shimizu
• [備考] Solid-state NMR group in Nagoya University
  • URL: http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/index_shimizu.html