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2013 年度 実施状況報告書

光検出磁気共鳴を用いた新しい磁気測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25610093
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関名古屋大学

研究代表者

清水 康弘  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (00415184)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードゼロ磁場NMR
研究概要

光学検出磁気共鳴法の開発をカリフォルニア大学バークレー校との共同研究により行った。これまで核磁気共鳴実験には、超伝導磁石を用いた大型の分光装置が必要であったが、本研究によりデスクトップ型のゼロ磁場もしくは超低磁場下における核磁気共鳴実験が可能となると期待される。初年度は、高圧Rbガス磁束計を用い、粘性の高い液体やゲル状態のゼロ磁場NMRを行った。特に、エチレングリコールのゼロ磁場NMRを行い、粘性と分子間相互作用の相関を観測した。高磁場NMRとゼロ磁場NMR測定の結果を比較し、測定感度と分解能において優れた実験手法であることを示した。これまでエタノールなどの粘性の低い溶液において報告されてるが、分子間相互作用や核スピン双極子相互作用の強い系では、技術的に困難と考えられてきた。本研究では、核スピン偏極から観測までの時間を短縮することで、粘性液体やゲル状態の光学検出NMRが初めて可能となった。また、窒素空乏中心ダイアモンド磁束計を用いた新たな光学検出NMR法の開発を行った。顕微分光用のクライオスタットおよび光学検出系の備品を購入し、磁気共鳴測定のセットアップを行った。すでに、発光中心の光励起状態からの蛍光測定に成功している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新規研究課題であり、実験装置のセットアップから開始した。すでに、ゼロ磁場NMRの測定に成功し、固体NMRへの応用が可能な状況まで進展した。すでに研究成果を国際学会で発表し、論文投稿を済ませることができた。

今後の研究の推進方策

昨年度立ち上げた光学検出NMR測定系を用いて、薄膜や微小結晶の低磁場NMR測定を行う。また、未到達の核四重極共鳴実験を行い、測定感度や空間分解能の高い磁気共鳴測定系を構築する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Spin disorder in an Ising honeycomb chain cobaltate2014

    • 著者名/発表者名
      H. Igarashi, Y. Shimizu, Y. Kobayashi, M. Itoh
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 ページ: 054431/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.89.054431

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Local electronic state in the high-valence hollandite-type chromium oxide2013

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, Y. Shimizu, M. Itoh, M. Isobe, Y. Ueda
    • 雑誌名

      Physical Reivew B

      巻: 88 ページ: 165107/1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.88.165107

    • 査読あり
  • [学会発表] Optically-Detected Nuclear Magnetic Resonance at Zero and Ultra-Low Magnetic Fields2013

    • 著者名/発表者名
      S. Pustelny, M. P. Ledbetter, J. W. Blanchard, Y. Shimizu, D. Budker
    • 学会等名
      21th International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS 2013)
    • 発表場所
      Berkeley, California, USA
    • 年月日
      20130609-20130614
  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Yasuhiro_Shimizu

  • [備考] Solid-state NMR group in Nagoya University

    • URL

      http://i-ken.phys.nagoya-u.ac.jp/index_shimizu.html

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公開日: 2015-05-28  

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