NMR用超伝導コイル及び常伝導コイルのQ_u–f特性

摘要

NMR(Nuclear Magnetic Resonance)は測定サンプルの対象核の選択性に優れ、分子構造を非破壊的に測定可能である利点を有し、一方で感度が低いという問題点があり、測定が長期化する要因となっている。先行研究によって検出コイルに超伝導体を用い Q 値を向上させることで感度が向上することを報告している[1][2]。これまでに超伝導コイルとしては溶液を対象とした300-500 MHz検出コイル[3]や700MHz検出コイル[4]の報告はあるが硫黄などの固体を対象としたコイルは報告されていない。固体NMR測定を想定すると、ゴム中の ~(33)SのNMRスペクトルは非常に広く低い周波数範囲に広がることに加え、どの周波数と磁場で測定することが最も効率的かも不明である。そこで従来よりも低周波、例えば40 MHzで共振するコイルを作製する必要がある。しかしながら、40MHz においての高Q_uのコイルが作製可能であることと 40～700MHzの周波数帯域でのQ_u-f 特性は明らかになっていない。以上のことから超伝導コイルのQ_u- f 特性を明らかにする必要がある。常伝導体の表面抵抗は周波数の平方根に比例し、超伝導体の表面抵抗は周波数の 2 乗に比例すること、及びQ_uの定義から常伝導体と超伝導体のQ_u-ω(角周波数)特性はそれぞれ(1),(2)の式になると考えられる。