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微小スピンの高感度計測に向けた、マイクロ計測装置の作製を可能にするための環境整備を行った。具体的には、反応性イオンエッチング装置、真空蒸着装置、リソグラフィー装置など微細加工に必要な機器を購入し、試運転を行った。また、微細加工専用の部屋を確保し、一連の微細加工プロセス装置を一箇所に配置した。簡易クリーンブースやドラフトチャンバーなども配置し、安全かつ効率的に作業が行える環境を構築した。次年度以降、それぞれの装置の加工条件の最適化を行い、実際のマイクロ計測装置の作製に取り組みたい。
また、微小スピンの検出感度を向上するため、光検出による高感度力検出法の開発を行った。Fabry-Perot干渉計の原理を用いて、微小な力をカンチレバーの変位として検出する方法である。光ファイバー光学系の採用により、取り扱いが簡便かつ高感度に測定可能なシステムを構築した。現時点で10^<-10>m程度の変化まで検出できる感度を実現している。現在、更なる高感度化に向け、除震システムや検出回路の改良を行っている。
また、微小スピン検出の測定法として、カンチレバーを用いた電子スピン共鳴(ESR)に着目し、装置開発をおこなった。カンチレバーに貼り付けた試料が電磁波を吸収する際に生じる、微小な磁化変化をカンチレバーで検出する。約1μg程度の微小試料に対して、パルス磁場中でのESR信号検出に成功した。これまでのところ、周波数領域としては100 GHz程度であるが、原理的には周波数に対する制約が少なく、更なる高周波化が可能であると考えている。測定感度の評価から、従来のESR測定法に比べて1000倍以上のスピン検出感度があることがわかった。
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