高制御性プラズマを用いた表面機能化の二次元量子材料への応用

• Project/Area Number: 25K17376
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 井上 健一 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 助教 (70986637)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: プラズマ表面改質 / 六方晶窒化ホウ素 / 欠陥エンジニアリング / 二次元材料

Outline of Research at the Start

二次元材料の１つである六方晶窒化ホウ素(h-BN)は、近年はその表面に誘起される欠陥がスピン三重項や光学活性といった性質を備えることが注目され、量子デバイス応用に期待が寄せられる。応募者はプラズマ照射でも光学活性・スピン三重項を伴う表面欠陥の誘起と活性化、すなわち表面機能化が可能なことを明らかにした。しかしプラズマ表面反応は結晶表面構造とプラズマの相互作用で成り立ち、その複雑な機構は特定の欠陥誘起・活性化を困難にしている。本研究は制御された機能性欠陥形成(欠陥エンジニアリング)を実現すべく、基板成膜から一貫してプラズマ表面機能化を解明し、次世代量子デバイス開発としての技術確立を目指す。