| Project/Area Number |
21H04653
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
大木 出 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 主任研究員 (80418574)
徳田 規夫 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (80462860)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥42,380,000 (Direct Cost: ¥32,600,000、Indirect Cost: ¥9,780,000)
Fiscal Year 2023: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2021: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
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| Keywords | 量子センサ / ダイヤモンド / NV中心 / スピン / 発光中心 / 量子計測 / ナノダイヤモンド / 量子センシング / イメージング / NMR / バイオ計測 / NVセンタ / CVDダイヤモンド合成 / n型ダイヤモンド |
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| Outline of Research at the Start |
本提案では、申請者グループが有するダイヤモンドNV中心の独自の量子状態の高度制御、高感度量子センシング計測、高品質ダイヤ作製の技術と知見により、NV中心を用いた既存の計測感度を遥かに超える量子センシング顕微鏡計測の実現をねらう。具体的には単一細胞レベルの微量な対象物における磁場、電場、温度などの更なる高感度計測、及び高空間分解計測を室温で実現する。更にそれらを用い、革新的バイオ計測技術実現へ研究を展開する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, we focused on the excellent properties of the color centers in diamond, and developed a quantum sensing microscope and quantum sensing method using these. We independently developed a new highly sensitive quantum sensing method for low-frequency signals, a new quantum sensing method for multidimensional NMR measurement, temperature measurement with a micro-nanodiamond quantum sensor, and technology development for producing high-quality diamond materials, and achieved results. We also achieved high sensitivity in magnetic field sensitivity and temperature sensitivity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
核磁気共鳴応用のための新たな量子センシング手法を考案した点は、NV中心を用いた微小領域における構造解析において学術的意義のある成果と考えられる。ナノダイヤモンドにおける世界最小径での感度見積もりの成功は、今後、細胞内などの微小領域での量子センシングが期待され、生命科学分野における応用に道を拓き、学術的意義のある成果と考えられる。ターシャリブチルホスフィンを用いて高品質なリンドープn型ダイヤモンドが合成できた点は、量子センシングのみならず、パワーエレクトロニクスなど、幅広いダイヤモンドの応用分野において意義があり、社会的意義があると考えられる。
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