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10GPa以上の超高圧下での磁気共鳴を実現するためには、ダイアモンドアンビルセルを用いた装置開発が不可欠である。しかし、従来の方法では狭い試料空間のために、磁気共鳴信号検出が困難であった。本研究では、ダイアモンド自体を検出器として用いることでその問題の解決を試みた。ナノスケールの高感度の磁気センサーとして注目されているダイアモンド窒素空乏（NV）中心の高純度化を行うために、不純物の起源となる窒素スピン（P1センター）の濃度測定法を新たに開発した。P1センターはダイアモンドNV中心のスピンースピン緩和時間を減衰させる原因となることを利用して、P1センターの電子スピン共鳴の有無によるNV蛍光強度の時間変化を測定することで、P1センターの濃度測定を行った。その結果、試料の中の濃度勾配を空間的にマッピングできることが分かった。また、濃度によって緩和機構が異なることを見出した。光学的な測定によって、不純物濃度のミクロスケールの計測に成功したのは、本研究が初めてであり、試料作成条件を最適化する上で必要不可欠なプローブとして有用となると期待される。また、今後低温での実験を進めることで、ダイアモンドNV中心のスピンー格子緩和機構やスピンースピン緩和機構に関して、微視的な起源を解明する研究が現在進行中である。さらに、試料の高純度化を進めることで、同位体置換などの特殊な技術なしで光検出核磁気共鳴を実現するだけの磁気センサー技術を開発する。
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