小型イオンマイクロビーム装置における超高電場加速レンズに関する研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12635
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 大久保 猛 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (40446456)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ナノビーム / マイクロビーム / イオン配列 / 微細加工 / 小型装置

Outline of Annual Research Achievements

イオンマイクロビームは、量子コンピュータに必要な量子ビットを超精密に配列したり、光通信での新たな光学素子を微細加工で製作したりできる技術である。研究の全体構想は、ビームの加速・集束を静電場で同時に行う加速レンズを利用して小型装置でイオンマイクロビームを形成し、大きさが1メートル立方程度に収まる超高精度イオン配列・微細加工装置を開発することである。本研究では、そのプロトタイプである小型イオンマイクロビーム装置の空間分解能向上を目的として、独自開発の超高電場加速レンズを導入して縮小率を大きくし、ビーム径の縮小を追求する。
令和４年度は、新たに量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所内に量子機能創製研究センターが発足し、研究代表者がその企画部署に異動となったことから、本研究の直接的な実施は困難な状況となった。当センターは、量子機能材料・デバイスなどの量子科学技術分野において世界を先導する研究を推進することを目的に発足したもので、本研究に大きく関わり研究代表者が併任で所属している研究プロジェクトも当センター内に置かれている。したがって、当センターの立ち上げ及び運営を成功に導き、安定的な研究環境を整備することは、本研究を進める上で非常に重要な業務であった。
結果として、当センターの運営は順調に進行し、本研究を実施する環境も十分に整えられた。これにより、本研究の期間を１年延長し、次年度に本研究を着実に実施することが可能である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和４年度は、研究代表者が新たに発足した組織の企画部署に異動となり、その立ち上げ及び運営が主要な業務となった上、９月から休職したことから、研究の進捗が困難な状況となり、研究に若干の遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

本研究の目的であるビーム径縮小の追究のため、レーザー冷却単一イオン源に適応できる小型イオンマイクロビーム装置のレンズ系開発を進める。研究協力者の石井をはじめ、研究代表者が併任で所属するプロジェクトの構成員と協力して本研究を円滑に進める。

Causes of Carryover

研究代表者が新組織の企画部署に異動となり、研究の進捗が困難な状況であったため。当該研究費は、レーザー冷却単一イオン源及びそれを搭載する小型イオンマイクロビーム装置の開発に使用する計画である。