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本研究の目的は、原子核スピンの非平衡偏極状態である「超偏極」を表面・界面などに局在化（超偏極ラベリング）することにより、感度と空間選択性の両方を備えた核磁気共鳴法を実現することである。その実現のため、本研究では、独自開発した「光ポンピング核磁気多重共鳴システム」をベースとして本技術の実現に必要となる測定システムの開発を進めた。
初年度（平成25年度）は、本システムの主要部分となる「試料ステージ及びマウント機構」の開発を行った。続いて、第2年度（平成26年度）は、砒化ガリウム試料におけるガリウム核の低温での光ポンピング核磁気共鳴信号強度の照射波長依存性から光ポンピングに最適な波長を決定し、その仕様に基づき、パルス制御可能な波長固定レーザー等からなる「励起光源システム」を構築した。さらに、第3年度（平成27年度）は、励起光源システムからクライオスタットの真空槽内におかれたプローブに真空ポートを介して複数の波長の偏光励起光を導光する「励起光導光システム」を開発した。
最終年度となる本年度（平成28年度）は、励起光を試料に照射するタイミングを核磁気多重共鳴装置から制御するための「励起光パルス制御機構」を開発した。これにより、本技術の実現に必要なシステムが完成した。その後、開発したシステムを用いて、砒化ガリウムをベースとした半導体ヘテロ構造におけるヘテロ界面近傍の原子核からの核磁気共鳴信号の選択的検出を実施し、本技術の実効性を実証した。
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