二段階パルス強磁場を用いた核磁気共鳴技術の開発

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17740221
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 藤井 裕 福井大学, 大学院工学研究科, 助手 (40334809)
• キーワード: 磁性 / 物性実験 / 核磁気共鳴 / パルス磁場

研究概要

パルス磁場は、コンデンサバンクに充電したエネルギーを瞬時に放電し、その際に流れる大電流によって発生させる。実際に物性実験で通常使用されているコンデンサバンクは数百kJものエネルギーが蓄えられているので緻密かつ周到な準備を事前に行わなければ重大な事故が発生しかねない。本研究では、まず比較的安価な市販のコンデンサを使用してミニチュアモデルを作成して、パルス磁場を発生させる。これによって、パルス形状調整のためのクローバー抵抗器の調整やスイッチング方法の調整など、技術的な問題点を明らかにするとともに、検討を行うことにした。市販のタンタルコンデンサを並列につなぎ、全容量が0.11mFのミニチュアコンデンサバンクを二組用意した。パルス磁場を発生させるコイルは手製のソレノイドコイルを使用した。前年度にはこのようなミニチュアモデルを用いて二段のパルス磁場の発生に成功した。NMRを観測するには最大磁場付近において台形状に平らな磁場であるのが望ましい。そのような磁場波形を得るために、放電スイッチとして前年度までのサイリスタの代わりにMOS-FETを用いることにした。このシステムを用いてパルス磁場発生に成功し、さらに、硫酸銅水溶液を用いてパルス磁場下での^1H-NMR信号の観測に成功した。これにより十分に緩和時間が短い場合は比較的簡単にパルス磁場で観測可能であることがわかり、大きな進展があった。今後、二段階化による利点を明らかにしていくことが課題であり、緩和時間の異なる試料を用いて比較する必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear magnetic relaxation of ^<133>Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujii, H.Hashimoto, Y.Yasuda, H.Kikuchi, M.Chiba, S.Matsubara, M.Takigawa
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・2 ページ: e409
• [雑誌論文] NMR study of spin ladder compound (CPA)_2CuBr_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Sasaki, Y.Fujii, H.Kikuchi, M.Chiba, Y.Yamamoto, H.Hori
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・2 ページ: 1260
• [雑誌論文] Magnetic successive phase transitions of CuB_2O_4 probed by image-NMR technique (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Yasuda, H.Nakamura, Y.Fujii, H.Kikuchi, M.Chiba, Y.Yamamoto, H.Hori, G.Petrakovskii, M.Popov, L.Bezmaternikh
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・2 ページ: 1392
• [雑誌論文] Development of an X-band magnetic resonance force microscope (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Toda, N.Ohno, T.Fujita, T.Kanemaki, S.Mitsudo, T.Idehara, Y.Fujii, M.Chiba, Y.J.Lee, J.T.Markert
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・3 ページ: 2713
• [雑誌論文] 単結晶TMNINの臨界磁場領域の^1H NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井 裕, 徳島 裕記, 千葉 明朗, 神戸 高志
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集(2007年春季大会) 62・1 ページ: 482
• [雑誌論文] S=1/2カゴメ格子反強磁性体Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2の^1H-NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: 久保 雄太, 菊池 彦光, 千葉 明朗, 藤井 裕, ほか2名
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集(2007年春季大会) 62・1 ページ: 476
• [雑誌論文] Quantum spin dynamics studied by the nuclear magnetic relaxation of protons in the Haldane-gap system (CH_3)_4NNi(NO_2)_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Goto, T.Ishikawa, Y.Shimaoka, Y.Fujii
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 73 ページ: 214406 (5)
• [雑誌論文] ^<11>B-NMR study of the ferromagnet VBO_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujii, ほか9名
  • 雑誌名: AIP conference proceedings 850 ページ: 1235
• [雑誌論文] Reply to the Comment on "Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in the Diamond-Chain Compound Cu_3(CO_3)_2(OH)_2" (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kikuchi, Y.Fujii, M.Chiba, S.Mitsudo, T.Idehara, T.Tonegawa, K.Okamoto, T.Sakai, T.Kuwai, H.Ohta
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 97 ページ: 089702
• [雑誌論文] パルス磁場下でのNMR技術の開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川口 秀章, 藤井 裕, 菊池 彦光, 千葉 明朗, 光藤 誠太郎, 大道 英二
  • 雑誌名: 日本物理学会北陸支部定例学術講演会講演予稿集 2006年度 ページ: 17
• [雑誌論文] 有機ラジカルをドープしたトルエン溶液における^1H-DNPの観測 (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 秀忠, 戸田 充, 藤井 裕, 光藤 誠太郎, 齊藤 輝雄
  • 雑誌名: 日本物理学会北陸支部定例学術講演会講演予稿集 2006年度 ページ: 19
• [雑誌論文] ジャイロトロンを用いた動的核偏極法の実験技術開発 II (2006)
  • 著者名/発表者名: 藤井 裕, 戸田 充, 藤田 敏之, 光藤 誠太郎, 小川 勇, 出原 敏孝, 齊藤 輝雄, 千葉 明朗
  • 雑誌名: 日本物理学会講演概要集(2006年秋季大会) 61・2 ページ: 342
• [雑誌論文] Nuclear magnetic relaxation of ^<133>Cs of distorted triangular antiferromagnet Cs_2CuBr_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujii, H.Hashimoto, Y.Yasuda, H.Kikuchi, M.Chiba, S.Matsubara, M.Takigawa
  • 雑誌名: Abstracts of International Conference on Magnetism (ICM2006) ページ: 409
• [雑誌論文] Gyrotron FUIVを用いた動的核偏極法の実験技術開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 戸田 充, 大野 奈津子, 印牧 知廣, 光藤 誠太郎, 小川 勇, 出原 敏孝, 藤井 裕, 千葉 明朗
  • 雑誌名: 遠赤外領域開発研究 7 ページ: 108
• [図書] Seminar on Recent Development of Physics in Japan and Russia (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Chiba, G.A.Petrakovskii, H.Kikuchi, Y.Fujii, T.Fujita, M.Kumakura, S.Mitsudo
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: University of Fukui