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2022 年度 研究成果報告書

核スピン偏極分子ビームによる表面水素NMR実験

研究課題

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研究課題/領域番号 20K21148
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分29:応用物理物性およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

倉橋 光紀  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主席研究員 (10354359)

研究分担者 後藤 敦  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, グループリーダー (30354369)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード表面 / 水素 / 核磁気共鳴 / 偏極ビーム
研究成果の概要

NMRは原子の局所状態分析に高いポテンシャルを持つため、これを表面の水素分析に利用できれば、表面化学過程の理解に大変有益な知見が得られると期待される。しかし、通常のNMR測定の感度は低く、単原子層以下の試料由来の信号検出は困難と考えられている。一方、対象原子核をスピン偏極させることによりNMR感度向上を図る手法(超偏極法)が近年盛んに研究されている。本研究では、核スピン偏極分子ビームを表面に照射し、吸着分子のプロトンNMR実験を行える装置の開発を目的とした。核スピン偏極分子ビームを超高真空下でNMR計測を行える装置をこれまでに製作し、バルク試料を用いて性能試験を行った。

自由記述の分野

表面科学、偏極ビーム

研究成果の学術的意義や社会的意義

表面の水素原子の位置や化学状態の計測は、表面物性や多くの物理化学現象の理解に不可欠である。NMRは局所状態分析能が高く、様々な材料研究に応用されているが、感度が不十分のために表面分析への応用は極めて限定的で報告例はXeなど特殊な系に限られている。表面に存在する水素原子のNMR測定を実現できれば今後の表面水素研究の重要な手段となり得るが、この問題に挑戦するための実験装置を今回の研究を通じて製作することができた。

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公開日: 2024-01-30   更新日: 2025-03-27  

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