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

基本信息

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

项目摘要

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。

光泵原子磁传感器（OPAM）预计在室温下具有超越超导量子干涉装置（SQUID）的灵敏度，因此它有潜力在室温下监测源自心脏和脑神经的微小磁场。床头。然而，在构成二维传感器阵列的芯片大小的原子细胞中，光和原子之间的相互作用长度很短，光泵浦的偏振自旋原子频繁地与细胞内壁碰撞，从而迅速松弛它们的自旋并提高灵敏度。是价值下降的问题。在这项研究的第一年，我们将在世界上首次展示具有小磁矩的氘核，以最大限度地减少原子细胞内壁的自旋弛豫。因此，我们展示了一种使用重溶剂蒸气（例如乙醇 d6）的氘化薄膜的室温 ALD 方法，该方法基于相反的想法，即选择氘保留在薄膜内的室温，而不是促进表面活性的高温。化学反应。引入三甲基铝(Al(CH3)3，TMA)以引发表面化学反应，并耗尽过量的TMA。接下来，将重溶剂蒸气引入沉积室以用OD基团覆盖基板表面，并排出过量的重水蒸气。这已经在水蒸气的吸附过程中得到了证明，并且已经表明，即使是重溶剂蒸气，也可以开发出一种“自动停止机制”，使沉积速率在很宽的压力范围内保持恒定。接下来，他们揭示了可以通过改变氘化薄膜的氘化率来改变折射率。特别是，我们证明了通过改变室温 ALD 的引入周期时间，可以使用室温 ALD 创建具有不同折射率的多层结构，并且可以抑制菲涅尔反射损耗。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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：
影响因子：
0
作者：
Kumagai Hiroshi;Nakatake Hikaru;Ogawa Emiyu;Takeda Shun;Kosuge Tomohiro;Inaoka Shuken
通讯作者：
Inaoka Shuken

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