Developments of ultra-high sensitive high-pressure THz ESR system using the diamond NV centers

• Project/Area Number: 19K21852
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 太田 仁 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫻井 敬博 神戸大学, 研究基盤センター, 助教 (60379477)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 光検出磁気共鳴 / 窒素-空孔中心 / ダイヤモンドアンビル圧力セル

Outline of Research at the Start

本研究は，100GPaを超える超高圧を発生できるが，内径0.5mm以下と極端に小さい試料空間のため，これまでミクロスコピックな電子状態情報を得られる電子スピン共鳴(ESR)測定が従来手法で不可能であったダイヤモンドアンビル圧力セルにおけるESR測定を，新規測定法開発で可能にすることを目指す。具体的には，圧力セルのダイヤモンドに含まれる欠陥NV-センターを用いた光検出磁気共鳴(ODMR)のによるテラヘルツESRの開発を目指すが，前例がない開発なので圧力セルを用いたODMR手法によるテラヘルツESR測定の実証を本研究のゴールとする。