超高密度電子スピン集団による量子もつれセンシングの実現

• Project/Area Number: 23K26123
• Project/Area Number (Other): 23H01429 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 蔭浦 泰資 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20801202)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野田 忍 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子機能創製研究センター, 上席研究員 (30414569) ; 川原田 洋 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90161380) ; 大曲 新矢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40712211)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2023: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
• Keywords: ダイヤモンド / 量子センシング / NV中心 / 化学気相堆積法 / ドーピング

Outline of Research at the Start

ダイヤモンド中の負に帯電した窒素-空孔（NV）中心は、室温・幅広い環境下で動作する高感度量子センサとして期待できる。しかし、実現の鍵となるセンサの高感度化は途上であり、物性上は高感度化が期待されている一方、実測では超伝導など他の量子系に劣る。そこで本研究では、量子もつれ状態が発現するほどの超高密度NV電子スピン結晶を実現し、量子もつれ状態を活用した超高感度センシングに挑む。その実現に向けて、化学気相堆積法および電子線照射法を基にした新たな超高密度NV形成手法を構築する。