光励起電子スピンを用いた動的核偏極による希少天然存在核の検出

• 研究課題/領域番号: 25887054
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 立石 健一郎 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 特別研究員 (80709220)
• 研究期間 (年度): 2013-08-30 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 核磁気共鳴 / 動的核偏極 / 磁気共鳴

研究成果の概要

本研究は、NMR（核磁気共鳴）の感度改善に関する研究である。スピン偏極率の低さが原因で観測が困難な核スピンを、光励起三重項電子スピンを用いた動的核偏極という手法で1000倍以上の感度改善を目指すものである。この手法を用いて、ペンタセンをドープしたp-ターフェニル単結晶中で1Hスピンの信号強度を18万倍高めることに成功した。さらに、ペンタセンとフルオロ安息香酸をドープしたo-ターフェニルのガラス媒質中で19Fスピンの信号強度を1000倍以上に高めることにも成功した。13Cなどの核スピンについても研究を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic Nuclear Polarization with Photoexcited Triplet Electrons in a Glassy Matrix (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenichiro Tateishi, Makoto Negoro, Akinori Kagawa, and Masahiro Kitagawa
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 号: 50 ページ: 13307-13310
  • DOI: 10.1002/anie.201305674
  • 査読あり
• [学会発表] 光励起三重項電子スピンを用いたDNPによる室温下での偏極率40%の達成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立石 健一郎,月花 智博, 浦田 佳治, 西田 辰介, 森田 靖, 和田 智之, 上坂友洋
  • 学会等名: 第53回NMR討論会
  • 発表場所: 大阪府吹田市 大阪大学
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-06
• [学会発表] ガラス媒質中での光励起三重項電子スピンを用いた動的核偏極 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立石 健一郎, 根来 誠, 香川 晃徳, 北川 勝浩
  • 学会等名: 第55回固体NMR・材料フォーラム
  • 発表場所: 神奈川県横須賀市 防衛大学校
  • 年月日: 2014-05-14 – 2014-05-15
• [学会発表] 光励起三重項電子スピンを用いた動的核偏極による 固体陽子スピン偏極 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立石 健一郎, 月花 智博, 浦田 佳治, 和田 智之, 上坂友洋
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年春季大会
  • 発表場所: 神奈川県 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 光励起三重項電子スピンを用いたDNPによる室温下での偏極率34%の達成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立石健一郎,根来誠,西田辰介,香川晃徳,森田靖,北川勝浩
  • 学会等名: 第52回 NMR討論会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂