Generation and Transprot of Coherent Electron Spin Current Using NV Center

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02546
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Morishita Hiroki 京都大学, 化学研究所, 助教 (20701600)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ダイヤモンドNV中心 / EDMR / スピン流

Outline of Final Research Achievements

This project performs the electrical detections of nuclear-spin coherence and AC magnetic field sensing toward the fundamental studies of the generation of coherent spin current for developing and integrating quantum devices, e.g., quantum-information processing devices and quantum sensors. The electrical detection of Rabi oscillation and nuclear spin coherence with the electrical detection at room temperature is first demonstrated in diamond and other materials. In addition, the electrical detection of AC magnetic field sensing using a diamond quantum sensor using spin coherence is also the first demonstration.

Free Research Field

応用物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スピン状態の電気的検出技術の確立は、スピンと電荷の相互作用を明らかにすることができる。特に、量子メモリとしての動作が期待されている核スピンの電気的検出は、電気的に動作する古典デバイスとのハイブリット化による高度化に向けた基盤研究となる。加えて、量子センサの電気的検出技術の確立は、この後のナノスケールNMRや生体情報の取得に向けた量子センサの高感度化や集積化に大いに役立つ基盤研究となる。