| 研究課題/領域番号 |
20K22325
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐々木 健人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90883504)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 量子センシング / 磁気共鳴 / ダイヤモンド / スピントロニクス / NVセンタ / NVセンター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体中のスピンの励起はマグノンと呼ばれる。マグノンは、ボーズアインシュタイン凝縮のような基礎研究や、情報処理デバイスへの応用研究まで、幅広い領域で注目されている。マグノン挙動は非弾性散乱を用いた光学計測などを用いて明らかにされてきたが、その検出は回折限界などの制限を受ける。本研究では、原子サイズのダイヤモンド中の窒素空孔中心を量子センサとして用いることで、新原理の精密磁場イメージング手法を開発し、光学分解能を超えた微小領域のマグノンやスピンの挙動を検出する。
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| 研究成果の概要 |
ダイヤモンド中の窒素空孔中心の単一電子スピンを量子センサとして利用して物質の磁場や温度を計測する手法を開発、実証した。NV中心のスピン準位や光学遷移の物理モデルに基づく高精度な測定技術の開発、機械学習による正確な磁場測定の原理実証に成功した。また、磁性体材料等の測定においては、温度波の可視化、漏れ磁場分布のイメージング、マグノンの検出に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子センサによる材料の磁場や温度の可視化技術の実証は、量子センシングを原理実証から実応用へステップアップさせるために意義がある。量子センサの利点である測定精度をさらに向上する成果は、物性計測応用に対するポテンシャルを引き上げる意義がある。磁性体中のスピンの励起であるマグノンは、ボーズアインシュタイン凝縮のような基礎研究から情報処理デバイスへの応用研究まで幅広い領域で注目されているため、その精密な検出と調査を行う成果は学術的および社会的に意義がある。
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