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2019 年度 実績報告書

量子コンピューティングに向けたダイヤモンドオンチップ光回路に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K13787
研究機関九州大学

研究代表者

稲葉 優文  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20732407)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードダイヤモンド / 誘電泳動
研究実績の概要

2018年度は、ダイヤモンド基板上光導波路構造作製技術に関して研究を遂行した。
2019年度は、代表者の異動に伴い、ダイヤモンドNVセンタの観測に関する研究は一旦中断し、ダイヤモンド微粒子を交流電界印加により樹脂中で整列させることによって、1次元的な鎖状構造(パールチェーン)を形成し、整列方向の熱伝導率を向上させる研究に取り組んだ。パールチェーン上のダイヤモンド微粒子は、光導波路として働く可能性がある。
誘電体微粒子を不平等電界中に置くと、微粒子の分極により、微粒子を動かす誘電泳動力が発生する。ダイヤモンドは絶縁体であるが、溶液との界面に電気伝導層が形成され、これによって誘電泳動力が働く。この基礎特性を取得するため、交流電界を不平等電界を発生できるキャッスルウォール電極を用いて、塩化ナトリウム水溶液に分散したダイヤモンド微粒子の挙動を確認した。結果として、ダイヤモンド微粒子を誘電泳動力により配列できる可能性を見出した。本研究成果はJapanese Journal of Applied Physicsに掲載された。
また、不平等電界を印加できる櫛歯電極構造を用いて、樹脂中に垂直方向にダイヤモンド微粒子を整列させたシートを作製した。これは、発熱体とヒートシンクの間の隙間を埋める放熱シートを想定して作製し、その熱伝導率を定常比較法で評価した。結果として、電界印加により、熱伝導率は1.1~1.5倍程度向上した。ただし、重力などの影響で、ダイヤモンド微粒子が垂直方向に適切に整列していない可能性があり、今後の調査が必要である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Dielectrophoretic properties of submicron diamond particles in sodium chloride aqueous solution2020

    • 著者名/発表者名
      Inaba Masafumi、Hayashi Shohei、Li Henan、Kamimura Mikoto、Nakano Michihiko、Suehiro Junya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 ページ: 046502~046502

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab7baf

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA-induced changes in traveling wave dielectrophoresis velocity of microparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Michihiko、Ding Zhenhao、Inaba Masafumi、Suehiro Junya
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 ページ: 015236~015236

    • DOI

      10.1063/1.5129725

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Point‐Arc Remote Plasma Chemical Vapor Deposition for High‐Quality Single‐Crystal Diamond Selective Growth2019

    • 著者名/発表者名
      Fei Wenxi、Inaba Masafumi、Hoshino Haruka、Tsuyusaki Ikuto、Kawai Sora、Iwataki Masayuki、Kawarada Hiroshi
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: 216 ページ: 1900227~1900227

    • DOI

      10.1002/pssa.201900227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical property measurement of two-dimensional hole-gas layer on hydrogen-terminated diamond surface in vacuum-gap-gate structure2019

    • 著者名/発表者名
      Inaba Masafumi, Kawarada Hiroshi, Ohno Yutaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 114 ページ: 253504~253504

    • DOI

      10.1063/1.5099395

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple microfluidic device for detecting the negative dielectrophoresis of DNA labeled microbeads2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano Michihiko、Ding Zhenhao、Matsuda Kenya、Xu Jingwen、Inaba Masafumi、Suehiro Junya
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 13 ページ: 064109~064109

    • DOI

      10.1063/1.5124419

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between the Carbon Nanotube Growth Rate and Byproducts in Antenna‐Type Remote Plasma Chemical Vapor Deposition Observed by Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Inaba Masafumi、Ochiai Takumi、Ohara Kazuyoshi、Kato Ryogo、Maki Tasuku、Ohashi Toshiyuki、Kawarada Hiroshi
    • 雑誌名

      Small

      巻: 15 ページ: 1901504~1901504

    • DOI

      10.1002/smll.201901504

    • 査読あり
  • [学会発表] ダイヤモンド微粒子フィラーの電界整列が複合材料の熱伝導特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      李 赫男, 林 将平, 稲葉 優文, 中野 道彦, 末廣 純也
    • 学会等名
      誘電体・絶縁材料/放電・プラズマ・パルスパワー/高電圧 合同研究会
  • [学会発表] ダイヤモンド微粒子の誘電泳動特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      林 将平, 李 赫男, 稲葉 優文, 中野 道彦, 末廣 純也
    • 学会等名
      令和元年基礎・材料・共通部門大会
  • [学会発表] 微粒子ダイヤモンドの誘電泳動特性2019

    • 著者名/発表者名
      稲葉 優文, 林 将平, 李 赫男, 中野 道彦, 末廣 純也
    • 学会等名
      第80回 応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] アクリル溶媒中におけるダイヤモンド微粒子の高電界整列挙動観察2019

    • 著者名/発表者名
      李 赫男, 林 将平, 稲葉 優文, 中野 道彦, 末廣 純也
    • 学会等名
      第72回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] ダイヤモンド微粒子の誘電泳動による物性調査2019

    • 著者名/発表者名
      林 将平, 李 赫男, 稲葉 優文, 中野 道彦, 末廣 純也
    • 学会等名
      第72回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] ダイヤモンド微粒子の誘電泳動による電気的特性調査2019

    • 著者名/発表者名
      林 将平, 李 赫男, 稲葉 優文, 中野 道彦, 末廣 純也
    • 学会等名
      第33回ダイヤモンドシンポジウム

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公開日: 2021-01-27  

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