電子伝導液体の磁気分光

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01470003
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 義男 北海道大学, 理学部, 教授 (70000809)
• 研究分担者: 下川 繁三 北海道大学, 工学部, 助手 (70001302)
• キーワード: 低磁場ESR / 不対電子 / アルカリ金属 / アミン溶液

研究概要

通常のESRの測定が困難な高濃度電子伝導性液体(例えば、アルカリ金属-アンモニア、アミン溶液)について、低磁場のESRを適用するため、補助金の備品費により新しく装置を製作した。すなわち、周波数発生器、RF増幅器、RF受信器、ロックイン増幅器、低周波発信器等を組み上げて、低い周波数に対するESR装置を作成した。今回の観測周波数は200MHzであった。磁場の発生には鉄心磁石を用い備品費で購入した直流安定化電源を使用した。オシロスコ-プ内蔵の掃引発信器を用いて電流を駆動し、10〜120ガウスの磁場を掃引した。磁場を2kHzおよび5kHzの低周波で変調し、ESR信号を観測した。標準物質である。DPPHについて、十分に良好なスペクトルが得られた。
次いで、ESRプロ-プを温度可変が出来るように作製し、-100℃〜+100℃までの温度範囲での測定を可能にした。このプロ-プを用いて、金属リチウムのメチルアミン溶液中の不対電子のESRを観測した。測定温度範囲は-100℃から-30℃まで、濃度範囲は金属の飽和濃度(23モル%)に至るまでの濃厚溶液である。信号対雑音の比を向上させるため、パ-ソナルコンピュ-タを用いて、40乃至80回信号を積算した。得られたESRの微分波形を積分し、その面積とg値を決めた。従来のESRにおいては、高金属濃度領域で得られる線形が非対称になるが、今回のESR装置では周波数を下げため、表皮効果が改善され、従来の低金属濃度の実験を拡張し、その測定範囲高濃度領域にまげ拡げることができた。現在、スペクトルの溶液組成と温度に対する依存性を調べ、リチウム-メチルアミン溶液の電子状態と金属-非金属転移について検討を加えている。

研究成果

• [文献書誌] S.Shimokawa and K.Shimokawa: "Determination of diffusion coefficient of organic liguids around the critical region by the nuclear spin echo method" Bulletin of Magnetic Resonance. 11. 393 (1989)
• [文献書誌] J.Funaki,Y.Nakamura and S.Shimokawa: "NMR relaxation of ions in molten salt mixtures:Cs-133 in the(Li-Cs)NO_3 system" Journal of High Temperature Materials and Processes. inpress (1989)
• [文献書誌] Y.Yamamoto,E.Toyota and S.Shimokawa: "Cobalt(III)complexes with quadientate ligands IX.high-resolution solid state 13C CP/MAS spectra of the salcylate,carbonate-,dichloro- and dintro cobalt(III) complexes" Bull.Chem.Soc.Japan. 62. 2714-2719 (1989)
• [文献書誌] Y.Nakamura,M.Hiruta and H.Hashimoto: "Chemical modification of liquid semiconductors:The As_2Te_3-Tl and As_2Te_3-Bi systems" Journal of Non-crystalline Solids. (1990)
• [文献書誌] T.Haraguchi,S.Shimokawa E.Yamada and Y.Nakamura: "Study of concentrated solutions of lithium in methylamine by low field ESR measurements" Journal of Physical Chemistry. (1990)
• [文献書誌] 下川繁三(共著): "ラップトップコンピュ-タによる科学計測入門" HFS出版, 222 (1989)