| 研究課題/領域番号 |
22K19051
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
楊井 伸浩 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90649740)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 量子センシング / 量子ビット / 光励起状態 / 多孔性金属錯体 / 光励起三重項 / 光物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
渡り鳥であるヨーロッパコマドリは量子コヒーレンス状態を利用して地磁気をセンシングすることで方角を知ることが出来ると考えられている。この室温かつ夾雑な生態環境において機能する自然界の量子センサーに着想を得て、多様な外部環境を室温付近でセンシング可能な分子性材料の構築を目指す。量子ビットとしては室温においても光で初期化可能な励起三重項を利用する。この分子性量子ビットを外部環境に対して応答させるため、ナノ細孔を有する多孔性金属錯体を用いる。分子性量子ビットを集積化した多孔性金属錯体の外部環境への応答性を調べることで、室温で駆動する量子センサーの構築に向けた設計指針を得ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
渡り鳥であるヨーロッパコマドリは量子コヒーレンス状態を利用して地磁気をセンシングすることで方角を知ることが出来ると考えられている。この室温かつ夾雑な生態環境において機能する自然界の量子センサーに着想を得て、本研究では多様な外部環境を室温付近でセンシング可能な分子性材料の構築を目指し、実際に分子性量子ビットを密に集積した多孔性金属錯体の構築に成功した。二重項、三重項、五重項という多様な分子性量子ビットを多孔性金属錯体構造中に発生させ、それらの量子コヒーレンスを観測し、更には分子吸着にそのコヒーレンス時間が応答することを見出し、ケミカル量子センシングの実現に向けた重要な知見を得ることが出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
第二次量子革命が起こる中、多様な量子技術の開発が行われている。中でも本研究では量子特有の性質を用いたセンシング技術の開発に取り組んだ。ナノレベルの細孔を有する多孔性金属錯体中に分子性の量子ビットを組み込むことで、室温においてもセンシングに活用できるほど長い量子コヒーレンス時間を維持し、細孔中に取り込んだ小分子への応答を達成し、今後の高感度な量子センサーの実現に向け重要な知見が得られた。
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