| 研究課題/領域番号 |
20K04596
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
光藤 誠太郎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60261517)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | Pulsed ESR / EPR / Millimeter wave / 量子コンピューター / 電子スピン / 準光学伝送 / 光駆動半導体スイッチ / 強磁場 / パルスESR / ジャイロトロン / FID / ミリ波 / 自動計測 / シリコン / beyond 5G / 電子スピン共鳴 / FT-ESR / 高出力電磁波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
154 GHzパルスESRによるFT-ESRスペクトル信号のアベレージングによりSNの改善(感度の向上)を行う. 次に感度向上の成果を生かして, 実際にESRスペクトルの高分解能計測を行う. 最後に電子スピンエコー測定に挑戦し, 測定が可能となれば固体量子コンピュータの候補物質の電子スピンのダイナミックスについての知見を得る. これらの開発をもとに, 最適なジャイロトロンの設計を進めさらなる展開を図る.
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| 研究成果の概要 |
ミリ波帯で数百ワットの電磁波発生が可能なジャイロトロン光源を用いてパルスESR測定の実現を進めた。感度向上には信号の積算を行うことが通じよう行われるがジャイロトロンの性質上位相制御は容易ではなく、単純な積算は意味がない。本研究ではコンピューター信号の処理による位相補正を行い得られた信号を積算可能とすることで10倍以上の感度の向上を実現した。また高感度化をもちいた、応用研究を行い、高感度化により可能となる実例を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は日本の最先端技術である高周波ジャイロトロンというミリ波帯の高出力光源を用いた世界で最初の研究です。これまでミリ波帯は電磁波の谷間と呼ばれ高出力の電磁波の発生や制御が困難な領域であるといわれてきました。本研究では、光源であるジャイロトロン開発、また電磁波を伝送する準光学伝送システム、また電磁波を短パルス化する光駆動半導体スイッチ、そして光源の欠点である位相制御を補うデジタル信号処理など、これらの技術を独自に開発することで、世界最先端の高周波パルスESR測定に成功しました。また、高感度化を達成したことで、次世代の量子コンピューターの基礎技術計測やスピン制御への応用が期待されています。
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