| 研究課題/領域番号 |
21H04653
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
水落 憲和 京都大学, 化学研究所, 教授 (00323311)
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| 研究分担者 |
白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
大木 出 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 主任研究員 (80418574)
徳田 規夫 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (80462860)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2023年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2022年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2021年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
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| キーワード | 量子センサ / ダイヤモンド / NV中心 / スピン / 発光中心 / 量子計測 / ナノダイヤモンド / 量子センシング / イメージング / NMR / バイオ計測 / NVセンタ / CVDダイヤモンド合成 / n型ダイヤモンド |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本提案では、申請者グループが有するダイヤモンドNV中心の独自の量子状態の高度制御、高感度量子センシング計測、高品質ダイヤ作製の技術と知見により、NV中心を用いた既存の計測感度を遥かに超える量子センシング顕微鏡計測の実現をねらう。具体的には単一細胞レベルの微量な対象物における磁場、電場、温度などの更なる高感度計測、及び高空間分解計測を室温で実現する。更にそれらを用い、革新的バイオ計測技術実現へ研究を展開する。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではダイヤモンド中の発光中心の優れた特性に注目し、それらを用いた量子センシング顕微鏡計測装置、及び量子センシング手法の開発を行った。低周波信号の新規高感度量子センシング手法開発、多次元NMR計測のための新たな量子センシング手法開発、微小ナノダイヤモンド量子センサで温度計測、高品質ダイヤモンド材料作製技術開発などを独自に行って成果が得られた。また、磁場感度や温度感度の高感度化を実現することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核磁気共鳴応用のための新たな量子センシング手法を考案した点は、NV中心を用いた微小領域における構造解析において学術的意義のある成果と考えられる。ナノダイヤモンドにおける世界最小径での感度見積もりの成功は、今後、細胞内などの微小領域での量子センシングが期待され、生命科学分野における応用に道を拓き、学術的意義のある成果と考えられる。ターシャリブチルホスフィンを用いて高品質なリンドープn型ダイヤモンドが合成できた点は、量子センシングのみならず、パワーエレクトロニクスなど、幅広いダイヤモンドの応用分野において意義があり、社会的意義があると考えられる。
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