2023 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド量子センサによる磁性粒子の高次高調波信号の検出
| Project/Area Number |
20K14392
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
増山 雄太 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, 主任研究員 (00814790)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 量子センサー / NVセンター / 磁性ナノ粒子 / ダイヤモンド / 量子センシング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ダイヤモンド量子センサにより、生体内に注入した微量の磁性粒子を検出する手法を開発することである。近年、磁性粒子の医療応用が実用化 され始めており、体内に注入した磁性粒子が期待した位置へ集積する量などを検出する必要が生じている。磁性粒子の位置特定のためには、高感度な磁気センサ が必要である。しかし、従来の冷凍機を用いた超伝導磁気センサ（SQUID）などは大型で高価なため、技術普及・発展の妨げとなる。そこで、室温・磁気シール ドレスで動作する小型なダイヤモンド量子センサを用いた手法を開発する。
2023年度は、昨年度構築した磁性粒子励振システムとピックアップコイルを用いて、磁性粒子の応答磁場の高調波成分の励振周波数依存性を計測した。高調波の発生比率が最も高い磁場励振周波数を決定した。この磁場励振周波数に最適化した、磁性粒子の応答磁場の高調波成分を計測するためのダイヤモンド量子センサを用いた交流磁場計測シーケンスの実装を行った。この実装の具体的な作業は、制御プログラムの開発と新しいマイクロ波系の構築を行った。この交流磁場計測シーケンスでのダイヤモンド量子センサの周波数応答や磁気感度を評価した。そして、これまでに構築した磁性粒子励振システムを用いて、発生させた磁性粒子の応答磁場の高調波成分を、ダイヤモンド量子センサで計測を試みた。これらの結果をもとに、磁性粒子の応答磁場の高調波成分を検出するために必要なダイヤモンド量子センサの性能を検討した。
|
