2021 Fiscal Year Annual Research Report
超高感度量子計測用グラフェン／ダイヤモンドヘテロ接合形成
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20K21136
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山田 貴壽 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (30306500)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増澤 智昭 静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (40570289)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | グラフェン / ダイヤモンド / NV中心 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイヤモンドNV中心を利用した高感度量子計測のために、「グラフェン/ダイヤモンド接合」を形成し、高電子濃度グラフェン合成とダイヤモンド表面のバンド湾曲制御により、ダイヤモンド表面でのNV中心の長期安定化実現を目的としている。 2021年度は、(1)高電子濃度グラフェン/ダイヤモンド接合形成と(2)グラフェン/ダイヤモンド接合によるNV中心の安定化に取り組んだ。
2020年度までに開発したカリウム添加高電子濃度グラフェンを窒素イオン注入したリン添加n型ダイヤモンド表面に形成した。加速エネルギーと温度を制御してイオン注入により、表面から6nmの深さにNVを形成した。高電子濃度グラフェンをダイヤモンド表面に湿式転写することで、ダイヤモンド・オン・グラフェン構造を形成した。湿式転写時にダイヤモンド表面にマスクを形成することで、高電子濃度グラフェンを選択的に形成できた。ラマンマッピングにより、グラフェンが所望位置にのみ転写されていることを確認した。
NVセンターの測定は共焦点レーザー走査型蛍光顕微鏡を用いて、グラフェン転写部と非転写部のNVセンターを観察し、特性の比較を行った。グラフェン転写部では安定した発光スポットが確認された。PLスペクトルから負に帯電したNVセンターであることを確認した。グラフェン非転写部では、ブリンキングしており、安定した負に帯電したNVセンターは観察されなかった。以上よりグラフェンによって表面近傍のNVセンターの電荷状態を負に安定化させることに成功した。安定化は、表面の上向きのバンド湾曲の低下に起因したと考えられる。
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Research Products
(5 results)
