二段階パルス強磁場を用いた核磁気共鳴技術の開発

两级脉冲强磁场核磁共振技术的发展

• 批准号: 17740221
• 负责人: 藤井 裕
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740221/
• 关键词: 磁性; 物性実験; 核磁気共鳴; パルス磁場

通常、物性実験で使用されているパルス磁場発生装置は、数百kJものエネルギーをコンデンサに蓄える、大きなサイズのシステムである。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、小型パルス磁場発生装置を作成した。これによって、強磁場物性測定が簡便に行えるようになるとともに、微少試料での観測や、様々な装置へ組み込むなどの応用も可能となる。我々は、前年度までに作製したミニチュア型パルス磁場発生装置(市販のタンタルコンデンサを並列につないだ全容量が0.l1mFのミニチュアコンデンサバンク二組、および、手製のソレノイドコイル)を使用して、パルス磁場下での^<1>H-NMR信号の検出に成功した。その際、NMRを観測するために、最大磁揚付近において台形状に平らな磁場波形を得るために、放電スイッチとしてMOSFET等の半導体素子を用いて二段階パルス磁場を発生させた。さらに本年度は、一段目のパルス磁場の発生時間の増大に対してNMR信号強度が増大することを明らかにし、二段階化することの有用性を明確にした。また、スピンエコーも観測することができ、発生磁場が十分にフラットであることを示した。スピンエコーの観測は、NMR用のRFパルスとの分離をはかることができる点で、実験上重要である。以上の実験はすべて常温で約1テスラの磁場で行ったが、2テスラ程度以上では、発熱のために液体窒素等を用いてコイルを冷却する必要があることがわかった。この温度域で硫酸銅五水和物の固体試料の^<1>H-NMR信号観測にも成功した。磁場発生コイルの軸方向の長さを短くすると磁場均一度の悪化のために信号観測が難しくなることがわかり、今後に課題が残された。

Usually, property be 験 で use さ れ て い る パ ル 発 ス magnetic field device は, hundreds of kJ も の エ ネ ル ギ ー を コ ン デ ン サ に え storage る, big き な サ イ ズ の シ ス テ ム で あ る. This study で は, ま ず compare Ann 価 な city vendor の コ ン デ ン サ を use し て ミ ニ チ ュ ア モ デ ル を made し, small パ ル 発 raw device を ス magnetic field made し た. こ れ に よ っ て, strong magnetic field measurement properties, easy が に line え る よ う に な る と と も に, small sample で の 観 や, others 々 な device へ group み 込 む な ど の 応 may use も と な る. Before I 々 は, annual ま で に cropping し た ミ ニ チ ュ ア type パ ル ス magnetic 発 raw device (city dealers の タ ン タ ル コ ン デ ン サ を parallel に つ な い だ full capacity が 0. L1mF の ミ ニ チ ュ ア コ ン デ ン サ バ ン ク two groups, お よ び, hand-made の ソ レ ノ イ ド コ イ ル) を use し て, パ ル ス magnetic field で の ^ < > 1 h-nmr signals の 検 Out に successful た. そ の interstate, NMR を 観 measuring す る た め に, maximum magnetic Yang pay nearly に お い て table shape に flat ら な magnetic field waveform を must る た め に, discharge ス イ ッ チ と し て MOSFET の semiconductor element child を with い て two Duan Jie パ ル ス magnetic を 発 raw さ せ た. さ ら に は this year, a mesh の パ ル ス magnetic の 発 time の raised big に し seaborne て NMR signal strength が raised large す る こ と を Ming ら か に し, two Duan Jie す る こ と の usefulness を clear に し た. ま た, ス ピ ン エ コ ー も 観 measuring す る こ と が で き が, 発 magnetic field is very に フ ラ ッ ト で あ る こ と を shown し た. ス ピ ン エ コ ー の 観 は, NMR measurement with の RF パ ル ス と の separation を は か る こ と が で き る で, be 験 on important で あ る. Above の be 験 は す べ て で at room temperature about 1 テ ス ラ の magnetic field line で っ た が, 2 テ ス ラ degree above で は, heat 発 の た め に liquid smothering etc を with い て コ イ ル を cooling す る necessary が あ る こ と が わ か っ た. The <s:1> temperature range で copper sulfate pentahydrate compound <s:1> solid sample <s:1> ^<1>H-NMR signal 観 measurement に に た successful た. Magnetic field 発 raw コ イ ル の long axis の さ を short く す る と magnetic field are briefly の 悪 change の た め に signal 観 が difficult measurement し く な る こ と が わ か り, future に subject が residual さ れ た.

项目成果

Magnetic successive phase transitions of CuB_2O_4 probed by image-NMR technique

图像核磁共振技术探测CuB_2O_4的磁性连续相变

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・2
• 作者: Y.Yasuda;H.Nakamura;Y.Fujii;H.Kikuchi;M.Chiba;Y.Yamamoto;H.Hori;G.Petrakovskii;M.Popov;L.Bezmaternikh
• 通讯作者: L.Bezmaternikh

NMRのための二段階パルス強磁場発生装置の開発

核磁共振两级脉冲强磁场发生器的研制

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本物理学会北陸支部定例学術講演会講演概要集 平成17年度
• 作者: 川口秀章;藤井裕;ほか4名
• 通讯作者: ほか4名

Quantum spin dynamics studied by the nuclear magnetic relaxation of protons in the Haldane-gap system (CH_3)_4NNi(NO_2)_3

通过Haldane带隙系统中质子的核磁弛豫研究量子自旋动力学(CH_3)_4NNi(NO_2)_3

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Rev. B 73
• 作者: T.Goto;T.Ishikawa;Y.Shimaoka;Y.Fujii
• 通讯作者: Y.Fujii

パルス磁場の二段階化によるNMR信号の観測

两级脉冲磁场观察NMR信号

• 发表时间: 2007
• 作者: 川口 秀章;藤井 裕;菊池 彦光;千葉 明朗;光藤 誠太郎;大道 英二
• 通讯作者: 大道 英二

S=1/2カゴメ格子反強磁性体Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2の^1H-NMR

S=1/2 Kagome晶格反铁磁体Zn_xCu_<4-x>(OH)_6Cl_2的^1H-NMR

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本物理学会講演概要集(2007年春季大会) 62・1
• 作者: 久保 雄太;菊池 彦光;千葉 明朗;藤井 裕;ほか2名
• 通讯作者: ほか2名