【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0199

利用課題名 / Title

磁性ナノ粒子/YIG構造スピン波ガスセンサに関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

電子スピン共鳴装置,センサ/ Sensor,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

佐久間 尊通

所属名 / Affiliation

東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-302：電子スピン共鳴装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ガス暴露前後の磁性ナノ粒子の磁性変化を見るため、東京大学の設備であるESR装置(JES-FA300)を用いて共鳴磁場の変化と半値幅の変化を見た。

実験 / Experimental

エタノールガスおよびアセトンガス、アンモニアガス、酢酸ガス暴露前後のCuFe₂O₄・ZnFe₂O₄・Fe₃O₄のナノ粒子について電子スピン共鳴装置(JES-FA300)による共鳴磁場測定、および半値幅変化に関する解析を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

特徴的な結果として図１・図２にFe₃O₄のエタノールガス暴露前後の変化の共鳴磁場変化と線幅変化を示す。1ppm,10ppm,100ppmのガスに対して系統的な変化かつ10mTレベルの変化を見せており、Fe₃O₄の反応性の良さが伺える。更に図３にはFe₃O₄のアセトンガス暴露前後の共鳴磁場変化を示すが、エタノールガスでは増加方向にあったのに対してアセトンガスでは概ね減少方向と、逆の傾向が見られる。共鳴磁場の変化に着目することで材料のガス選択性を利用することが出来る可能性が示される。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１　Fe₃O₄のエタノールガス暴露前後共鳴磁場変化

図２　Fe₃O₄のエタノールガス暴露前後線幅変化

図３　Fe₃O₄のアセトンガス暴露前後共鳴磁場変化

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件