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公開番号2025009137
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023111931
出願日2023-07-07
発明の名称空洞共振器及びESR測定装置
出願人日本電子株式会社,国立大学法人筑波大学
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類G01N 24/00 20060101AFI20250110BHJP(測定;試験)
要約【課題】漏れ磁場を生じさせる空洞共振器を用いるESR測定において、感度及び空間分解能を高める。
【解決手段】空洞共振器70において、キャビティ本体74は開口82を有する。開口82を通じて共振磁場88の一部が外部空間71Bへ漏れ出す。漏れ出た磁場が測定対象でESRを生じさせ且つそのESRを検出するためのプローブ磁場90である。開口82内には、開口82の中心を横切る細長いスタブ84が設けられている。このスタブ84には誘導電流が流れる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ＥＳＲ測定用の電磁波が入力される内部空間を有し、その内部空間において共振磁場を生じさせるキャビティ本体を含み、
前記キャビティ本体は、
前記内部空間と外部空間との間に設けられ、前記外部空間に漏れ出るプローブ磁場を生じさせる開口と、
前記開口内に設けられ、前記プローブ磁場に対して電磁気的に作用するスタブと、
を含む、ことを特徴とする空洞共振器。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
請求項１記載の空洞共振器において、
前記スタブと前記プローブ磁場とが相互作用し、
前記スタブには誘導電流が流れる、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項３】
請求項１記載の空洞共振器において、
前記スタブの基端が前記開口の周縁に連結され、
前記スタブの先端が前記開口の周縁から隔てられている、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項４】
請求項１記載の空洞共振器において、
前記スタブは前記開口の中心を横切る中間部分を有する、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項５】
請求項４記載の空洞共振器において、
前記共振磁場における前記開口近傍の磁束方向は第１方向であり、
前記中間部分は前記第１方向に直交する第２方向に伸長している、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項６】
請求項５記載の空洞共振器において、
前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向を定義した場合に、前記中間部分の前記第３方向の厚みは２ｍｍ以下である、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項７】
請求項５記載の空洞共振器において、
前記スタブの前記第１方向の幅は前記第２方向にわたって実質的に同一である、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項８】
請求項５記載の空洞共振器において、
前記スタブは、
前記中間部分に連なり、前記開口の周縁に連結された基端を含む基端部分と、
前記中間部分に連なり、前記開口の周縁から隔てられた先端を含む先端部分と、
を有し、
前記中間部分における前記第１方向の幅が、前記第２方向において前記開口の中心からその両側へ離れるのに従って増大している、
ことを特徴とする空洞共振器。
【請求項９】
請求項１記載の空洞共振器と、
測定対象に対して前記開口を近接させた状態を維持しながら前記測定対象に対して前記空洞共振器を相対的に二次元走査することにより得られた一連のＥＳＲ信号に基づいて二次元ＥＳＲ画像を生成する画像生成器と、
を含むことを特徴とするＥＳＲ測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、空洞共振器及びＥＳＲ測定装置に関し、特に、空洞共振器の構造に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ＥＳＲ測定装置は、電子スピン共鳴（ＥＳＲ：Electron Spin Resonance）を測定する測定である。より詳しくは、ＥＳＲ測定では、測定対象が有するラジカル（不対電子をもった化学物質）で生じるＥＳＲが測定される。ＥＳＲ測定によれば、ラジカルの定量等を行える。
【０００３】
ＥＳＲ測定装置は、一般に、空洞共振器（キャビティ）を有する。空洞共振器内にマイクロ波が供給され、これにより空洞共振器の内部に高周波磁場としての共振磁場が生じる。典型的なＥＳＲ測定では、共振磁場中に配置された試料で生じるＥＳＲが測定される。
【０００４】
ラジカルの二次元分布を測定する場合、放射窓を有するキャビティが用いられる。放射窓は、ハウジング又は容器としてのキャビティ本体に形成された貫通孔つまり開口である。放射窓を通じて、キャビティ内の共振磁場の一部が外界へ漏れ出る。漏れ出た磁場は漏れ磁場と呼ばれる。漏れ磁場はプローブとして機能する。その観点から見て、漏れ磁場はプローブ磁場である。
【０００５】
放射窓に対して測定対象の表面を近接させつつ、放射窓に対して測定対象を二次元走査することにより（あるいは測定対象に対して放射窓を二次元走査することにより）、測定対象の表面における各位置でＥＳＲが測定される。そのような表面ＥＳＲ測定により二次元のラジカル分布情報が得られる。ラジカル分布情報が解析され、また画像化される。
【０００６】
特許文献１～５には、ＥＳＲ測定用のキャビティが開示されている。各キャビティは放射窓を有する。いずれの放射窓も単なる開口であり、放射窓内には何らの部材も存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平５－２０６０号公報
特開平１１－６４２４３号公報
特許第２８９２００５号公報
特許第２９６７２２４号公報
特許第５４８１６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、漏れ磁場を生じさせる空洞共振器を用いるＥＳＲ測定において、感度及び空間分解能の一方又は両方を高めることにある。あるいは、漏れ磁場を生じさせる空洞共振器における新しい開口構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空洞共振器は、ＥＳＲ測定用の電磁波が入力される内部空間を有し、その内部空間において共振磁場を生じさせるキャビティ本体を含み、前記キャビティ本体は、前記内部空間と外部空間との間に設けられ、前記外部空間に漏れ出るプローブ磁場を生じさせる開口と、前記開口内に設けられ、前記プローブ磁場に対して電磁気的に作用するスタブと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るＥＳＲ測定装置は、上記の空洞共振器と、測定対象に対して前記開口を近接させた状態を維持しながら前記測定対象に対して前記空洞共振器を相対的に二次元走査することにより得られた一連のＥＳＲ信号に基づいて二次元ＥＳＲ画像を生成する画像生成器と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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