動的核偏極法でナノメートル厚の試料を偏極させる

Proton polarization of nanometer-thick sample by dynamic nuclear polarization

熊田 高之   

Kumada, Takayuki

中性子の軽水素核に対する散乱能が互いのスピン方向に強く依存する性質を用いたスピンコントラスト変調中性子反射率(SCV-NR)法の開発を進めている。同手法を用いると、試料中の水素核偏極度PHに依存して大きく変化する複数の偏極中性子反射率曲線から、多層膜試料が持つ複数の表面・界面の構造を解析することができる。現在、SCV-NR実験の成否を担うのは、動的核偏極(DNP)法によるナノメートル厚の薄膜試料中の水素核偏極である。ナノメートル厚の薄膜試料では、TEMPOが試料表面から揮発もしくはシリコン基板面に凝集してしまう、表面から大量の酸素分子を吸着してしまうという問題を克服しなければならない。そこで我々はこれまでに揮発性の低いTEMPOメタクリラートを用いる、グローブボックス内で試料をセルに装着する、もしくは実験前に真空引きするなどの手法を講じてきた。しかし、どれも一長一短であり新しい手法を模索中である。

We have developed a technique of spin-contrast-variation neutron reflectivity (SCV-NR), which analyzes surface and interface structure of multilayer films. The most difficult point is that how nm-thick samples are polarized. We have carried out a lot of effort to improve the polarization.