IV族元素を用いたダイヤモンド量子光源の電荷制御技術の研究
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22H00210
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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 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩崎 孝之 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80454031)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 尚 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 拠点長 (80354413)
宮本 良之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (70500784)
牧野 俊晴 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究チーム長 (20360258)
岩本 敏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40359667)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥43,030,000 (Direct Cost: ¥33,100,000、Indirect Cost: ¥9,930,000)
Fiscal Year 2022: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000)
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| Keywords | ダイヤモンド量子光源 / SnV中心 / PbV中心 / 電荷制御 / 量子光源 / ダイヤモンド / IV族－空孔中心 |
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| Outline of Research at the Start |
安全な通信を可能とする量子ネットワークの基礎となる優れた固体量子光源の開発には、光・スピン特性の制御技術の高度化が必要であるが、そのためには量子光源系の電荷状態遷移のメカニズムの理解および制御方法の開発が重要となる。本研究課題では、量子ネットワーク応用へ有力なIV族元素を用いたダイヤモンド量子光源であるスズ-空孔（SnV）および鉛-空孔（PbV）中心の電荷制御技術に関する研究を推進する。SnV, PbV中心の電荷制御に関する研究を光による電荷遷移ダイナミクスの制御、高品質化技術、半導体デバイスを用いた手法から実験および理論の協力体制で推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、安全な通信を可能とする量子ネットワーク応用へ有望な候補であるダイヤモンド中のスズ-空孔（SnV）および鉛-空孔（PbV）中心を研究対象とし、これら量子光源の電荷制御技術に関する研究を実施するものである。本年度は、SnVおよびPbV中心の光学評価および計測系の設計・構築を中心に研究を行った。
IV族元素のイオン注入および高温高圧アニールによってダイヤモンド中に形成したSnVおよびPbV中心の光学特性評価を行い、特に重要な成果として、単一のPbV中心の発光励起分光（PLE）スペクトルの観察に成功した。PbV中心のゼロフォノン線である約550 nm付近において波長可変レーザを用いた共鳴励起を行い、フォノンサイドバンドを計測することでPLEスペクトルを取得した結果、非常に狭い線幅のピークが得られた。これは、単一センターの励起寿命で決まるフーリエ限界線幅と比較することで量子光源の品質を確認することができるため、量子光源形成および電荷制御にとって重要な計測結果である。
電荷制御用の測定・デバイス系は、電荷制御のメカニズム理解にむけた実験および理論的研究の方針をもとに設計・構築を開始した。磁場下でのPLE測定は、スピン状態を選択した励起を可能とし、スピン特性評価の基礎となるものである。したがって、クライオスタット内において量子光源に静磁場を印加するための系を作製した。さらに、ノイズセンサであるNV中心およびIV族－空孔中心のスピン状態制御に必要なクライオスタットへのマイクロ波印加系を構築した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
