多周波ESRを用いた希薄金属め電子構造と磁気特性に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は1「今まで不可能であった整数電子スピンが観測可能な高感度多周波ESR(〜300GHz)装置の開発」、2「1を用いたサイレントスピンをもつ金属タンパク質の電子状態と機能相関」、3「1を用いた左手系物質(LHM)候補の透磁率評価と材料開発へのフィードバック」である。1.定在波の影響が大きく開発中の170、250GHzのシステムはまだ実用レベルに達していない。しかし〜50GHzの低周波で定在波を減じるフィルターを開発済みであり、170,250GHz用を作成し組み込む予定である。また、より小さな信号を検出するためには背景信号が問題である事が分かり、対処法を考慮中である。このためデオキシヘモグロビンの130GHz以上のESRは測定できなかった。2.昨年、世界初の整数スピン金属タンパク質の多周波ESRに成功したMn^<3+>置換ミオグロビンの精密解析(パウダー、単結晶)を行いヘム周辺の配位構造との相関を議論した。また整数スピンの解析に使われてきた低磁場のパラレルモードESRは異方性の大きさを約10倍も過大評価してしまう事が分かった。これは過去の報告が信用できず、本研究で開発した強磁場多周波ESRの信頼性の高さを示唆する。原因は低磁場測定のため、高次(4次)の異方性項が無視できないためと分かつた。本研究で研究協力者の学生である堀谷正樹氏が阪大のドクターを授与された。3.本装置で、磁気共鳴を用いたLHM候補である数種類(体積充填率〜数十%)の強磁性Niナノグラニュラー薄膜の透磁率の虚部、実部測定を広い温度範囲1.4〜300Kで行った。その結果、何れの温度域でもナノ粒子間の双極子相互作用の分布が広く特に低温では磁気共鳴信号がブロードであった。つまり透磁率の絶対値変化が小さく、LHMに必要な負の透磁率を実現するには相互作用の分布が狭く鋭い磁気共鳴信号を得る必要がある。この指針の基、研究協力者側で新しい材料を合成している。