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ジャイロトロンの周波数変調と動的核偏極によるNMR分光の超高感度化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25630142
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関福井大学

研究代表者

出原 敏孝  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 特任教授 (80020197)

研究分担者 小川 勇  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (90214014)
光藤 誠太郎  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (60261517)
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 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードジャイロトロン / DNP-NMR / サブテラヘルツ / 周波数変調 / 長時間安定動作 / ESR / NMR / 固体NMR / 感度向上 / コンパクトジャイロトロン / 出力安定化
研究成果の概要

高出力サブテラヘルツ光源- ジャイロトロンを用いて、電子スピン分極を核スピンに移行する(動的核偏極)ことにより、NMR分光の感度を600倍以上向上することに成功した。さらに、本研究において、ジャイロトロンに以下の3機能を持たせることにより、NMR 分光の感度を高め、10000倍以上を達成することを目指す。
1) 電子ビームのエネルギーを変調することにより、周波数を変調して、電子スピン共鳴(ESR)の幅を広げることにより、動的核偏極に寄与する電子スピンの数を増やすこと。2) PID制御により、電子ビームを安定化して、出力を長時間安定化すること。3) ジャイロトロンシステムをコンパクト化すること。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The Development of 460 GHz gyrotrons for 700 MHz DNP-NMR spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      T.Idehara, Y.Tatematsu, Y. Yamaguchi, E. M. Khutoryan, A. N. Kuleshov, K. Ueda, Y. Matsuki, T. Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      巻: In press 号: 7 ページ: 000-000

    • DOI

      10.1007/s10762-015-0150-z

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First millimeter-wave spectroscopy of ground-state positronium2015

    • 著者名/発表者名
      A.Miyazaki, T.Yamazaki, T.Suehara, T.Namba, S.Asai, T.Kobayashi, H.Saito, Y.Tatematsu, I.Ogawa, T.Idehara
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 011C01

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of atomospheric conditions on operation of terahertz systems for remote detection of ionizing materials2014

    • 著者名/発表者名
      G.S.Nusinovich, D.G.Kasgyn, Y. Tatematsu and T.Idehara
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 013108 (2014).

      巻: 21

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Study of the Effect of Electron Beam Misalignment on Operation of the Gyrotron FU IV A2014

    • 著者名/発表者名
      Eduard M. Khutoryan, Olgerds Dumbrajs, Gregory S. Nusinovich, Toshitaka Idehara
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE

      巻: 42 ページ: 1586-1593

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Broadband Continuously Frequency Tunable Gyrotron for 600 MHz DNP-NMR Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      R. Ikera, Y. Yamaguchi, Y. Tatematsu, T. Idehara, I. Ogawa, T. Saito, Y. Matsuki and T. Fujiwara
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research: Rapid Communication

      巻: 9

    • NAID

      130005089499

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Gyrotron Output Power Stabilization by PID Feedback Control of Heater Current and Anode Voltage2014

    • 著者名/発表者名
      E.M. Khutoryan, T.Idehara, A.N. Kuleshov, K. Ueda
    • 雑誌名

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      巻: 35 ページ: 1018-1029

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Power stabilization of high frequency gyrotron using a double PID feedback control for application to high power THz spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      T. Idehara, A. Kuleshov, et al.
    • 雑誌名

      Iournal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves

      巻: 36 ページ: 159-168

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sub-THz Gyrotrons With Special Functions of Frequency Control for Applications to DNP-NMR Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      T.Idehara, Y.Tatematsu, Y.Yamaguchi, E.Khutoryan, A.Kuleshov, K.Ueda, Y.Matsuki, T.Fujiwara
    • 学会等名
      39th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Tucson
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Corrugated Transmission Line Systems for 395GHz/600MHz and 460 GHz/700 MHz DNP-NMR Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      J. Sirigiri, T.Maly, N.Tarricone, J. Zhou, T.Idehara, Y.Matsuki, T.Fujiwara
    • 学会等名
      39th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Tucson
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Applications of high frequency gyrotrons to high power THz spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      T.Idehara, Y.Tatematsu, S.Mitsudo, I.Ogawa, T.Saito, K. Ueda, Y. Matsuki, T. Fujiwara, A. Miyazaki, T. Suehara, T. Yamazaki
    • 学会等名
      9th International Workshop on Strong Microwaves and Terahertz Waves: Sources and Applications
    • 発表場所
      N.Novgorod, Russia
    • 年月日
      2014-07-24 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimization of opration of the gyrotron FU CW GO-II for DNP NMR spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      O. Dumbrajs, T.Idehara, G.S. Nusinovich, Y.Tatematsu
    • 学会等名
      9th International Workshop on Strong Microwaves and Terahertz Waves: Sources and Applications
    • 発表場所
      N.Novgorod, Russia
    • 年月日
      2014-07-24 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plans for quasi-optical experiments at JAEA and NIFS2014

    • 著者名/発表者名
      M.Petelin, T.Idehara, W.Kasparek, S.Kubo, T.Saito, K.Sakamoto, A.Sharashov
    • 学会等名
      9th International Workshop on Strong Microwaves and Terahertz Waves: Sources and Applications
    • 発表場所
      N.Novgorod, Russia
    • 年月日
      2014-07-24 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 460 GHz Second Harmonic Gyrotrons for a 700 MHz DNP-NMR Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      T. Idehara, Y. Tatematsu, et al.
    • 学会等名
      38th Int. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Minz, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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