重水素化多層膜の室温原子層堆積で実現する光増強型光ポンピング原子磁気センサ

氘代多层薄膜室温原子层沉积实现光增强光泵原子磁传感器

• 批准号: 22K04970
• 负责人: 熊谷 寛
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04970/
• 关键词: 光ポンピング原子磁気センサ; 室温原子層堆積; 重溶媒; フレネル反射損失; 偏極スピンの緩和防止; 無反射多層膜構造; 光増強型

光ポンピング原子磁気センサ（OPAM）は室温で超伝導量子干渉素子（SQUID）を凌ぐ感度が期待できるため、ベッドサイドでも心臓や脳神経由来の微小磁場をモニタリングできる可能性がある。しかし2次元センサアレイに資する、チップサイズの原子セルでは、光と原子の相互作用長が短く、光ポンピングされた偏極スピン原子がセル内壁と頻回に衝突し急速にスピンが緩和され、感度が低下する問題があった。本研究の1年目では、原子セル内壁でのスピン緩和を最小にするため磁気モーメントの小さい重水素核に注目し、重溶媒を酸化剤とする重水素化薄膜の室温原子層堆積（室温ALD）を世界で初めて実証する。結果として、表面化学反応が促進する高温でなく膜内に重水素が留まる室温を選択する逆発想から、エタノールd6などの重溶媒蒸気を用いた重水素化薄膜の室温ALD法を実証した。トリメチルアルミ（Al(CH3)3、TMA）を導入し、表面化学反応を誘起し、余剰のTMAを排気した。次に重溶媒蒸気を堆積チャンバー内に導入しOD基で基板表面を覆い、余剰の重水蒸気を排気した。既に水蒸気の吸着過程では実証済みで、重溶媒蒸気でも広い圧力範囲で堆積速度が一定となる「自動停止機構」を発現できることを　明らかにした。次に、重水素化薄膜の重水素化率を変えることで屈折率を変化できることを明らかにした。特に、室温ALDの導入サイクル時間を変化させることで、異なる屈折率の多層膜構造を室温ALD法で作成でき、フレネル反射損失を抑制できることを明らかにした。

Light ポ ン ピ ン グ atomic magnetic 気 セ ン サ (OPAM) は quantum dry room temperature で super 伝 guide element involved child (SQUID) を ling ぐ sensitivity が expect で き る た め, ベ ッ ド サ イ ド で も heart viscera や 脳 god 経 origin の tiny magnetic を モ ニ タ リ ン グ で き る possibility が あ る. し か し 2 dimensional セ ン サ ア レ イ に endowment す る, チ ッ プ サ イ ズ の atomic セ ル で は の atomic interaction, light と long が short く, light ポ ン ピ ン グ さ れ た partial pole ス ピ ン atomic が セ ル wall と frequency に conflict し back sharply に ス ピ ン が ease さ れ, sensitivity low が す る problem が あ っ た. の 1 year of this research item で は, atomic セ ル wall で の ス ピ ン ease を minimum に す る た め magnetic 気 モ ー メ ン ト の small さ い heavy-water nuclear に attention し, heavy solvent を acidification tonic と す る heavy water element film の atomic layer accumulation at room temperature (room temperature ALD) を め the early で て card be す る. Results と し て, surface chemical 応 が promote す る high-temperature で な く に heavy water element within membrane が leave ま る room-temperature を sentaku す る inverse 発 think か ら, エ タ ノ ー ル d6 な ど の heavy solvent evaporate 気 を with い た heavy water element film の ALD method at room temperature を be card し た. ト リ メ チ ル ア ル ミ (Al (CH3) 3, TMA) を import し, surface chemical 応 を induced し and turning の TMA を row 気 し た. Time に heavy solvent evaporate 気 を accumulation チ ャ ン バ ー within に import し OD matrix を で substrate surface covered more than い, turning の heavy water evaporate 気 を row 気 し た. Both に water steam 気 の sorption process で は card be 済 み で, heavy solvent evaporate 気 で も hiroo い pressure fan 囲 で stacking velocity が must と な る "automatic stop mechanism" を 発 now で き る こ と を Ming ら か に し た. Time に, heavy water element film の heavy water element rate を - え る こ と で を inflectional rate - the で き る こ と を Ming ら か に し た. に, room temperature, ALD の import サ イ ク ル time を variations change さ せ る こ と で, different な る inflectional rate の multilayer structure を ALD method at room temperature で made で き, フ レ ネ ル reflection loss を inhibit で き る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

ex vivoブタ頸動脈におけるレーザーシース抜去孔溶着の強度

离体猪颈动脉激光护套去孔焊接强度

• 发表时间: 2022
• 作者: 増田有矢;小川恵美悠;田中萌奈;伊藤颯人;熊谷 寛
• 通讯作者: 熊谷 寛

Consideration of Laser Speckle Contrast Analysis for Shunt Management

激光散斑对比度分析用于分流管理的考虑

• DOI: 10.1541/ieejeiss.143.471
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems
• 作者: Kumagai Hiroshi;Nakatake Hikaru;Ogawa Emiyu;Takeda Shun;Kosuge Tomohiro;Inaoka Shuken
• 通讯作者: Inaoka Shuken

in vivo ブタ大動脈における多波長後方散乱光を用いた血管遮断率推定: 血液層厚み推定のためのアルゴリズムの構築

使用多波长反向散射光估计体内猪主动脉血管闭塞率：构建血层厚度估计算法

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中 萌奈;小川 恵美悠;丸橋 孝昭;伊藤 颯人;熊谷 寛
• 通讯作者: 熊谷 寛

Estimation of Muscle Fiber Direction by Multi-channel Surface EMG Conductiong Wave Analysis Using Grid Surface Electrodes

使用网格表面电极通过多通道表面肌电图传导波分析估计肌纤维方向

• DOI: 10.1541/ieejeiss.143.413
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems
• 作者: Kosuge Tomohiro;Kawaguchi Taiyu;Kumagai Hiroshi
• 通讯作者: Kumagai Hiroshi

重水素化アルコールを用いた室温原子層堆積法とそれによる薄膜のスピン偏極緩和防止効果

氘代醇室温原子层沉积方法及其防止薄膜自旋极化弛豫的效果

• 发表时间: 2022
• 作者: 高木 駿;熊谷 寛;武田 俊
• 通讯作者: 武田 俊