ダイヤモンド量子センサによる磁性粒子の高次高調波信号の検出

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K14392
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 増山 雄太 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主任研究員 (00814790)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 量子センサー / NVセンター / 磁性ナノ粒子 / ダイヤモンド / 量子センシング

研究成果の概要

本研究の目的は、量子制御により高感度化したダイヤモンド量子センサと、磁性粒子の応答磁場の高調波成分を発生させるシステムにより、離れた距離の微量の磁性粒子を検出する手法を開発することである。そのために、本研究では、磁性粒子の応答磁場の高調波成分を発生させるシステムを立ち上げ、ダイヤモンド量子センサの性能評価・向上させるための手法を開発し、ダイヤモンド量子センサで磁性粒子の応答磁場の高調波成分を検出するための量子制御シーケンスを構築した。

自由記述の分野

量子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、直径1 μm未満の微小な磁性粒子の医療応用が実用化され始めている。さらに、ガンの検出、ハイパーサーミア、などさまざまな医療応用が期待されており、体内に注入した磁性粒子が、期待した位置へ集積する量などを検出する必要が生じている。その磁性粒子の位置特定のためには、高感度な磁気センサが必要である。しかし、従来の冷凍機を用いた超伝導磁気センサ（SQUID）などは大型で高価なため、技術普及・発展の妨げとなっている。本研究の成果は、体内に注入した微量な磁性粒子を検出可能な、室温・磁気シールドレスで動作する高感度量子センサーシステムの重要な技術要素である。