| 研究課題/領域番号 |
26220602
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
ナノ構造物理
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
伊藤 公平 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30276414)
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| 研究分担者 |
鹿田 真一 関西学院大学, 理工学部, 教授 (00415689)
原田 慶恵 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (10202269)
渡邊 幸志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50392684)
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| 研究協力者 |
早瀬 潤子 (ISHI junko)
梅沢 仁
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| 研究期間 (年度) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| キーワード | 量子センサー / ナノテクノロジー / 磁気共鳴 |
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| 研究成果の概要 |
ダイヤモンド中の窒素-空孔(NV)ペア欠陥に局在する単一電子スピンを「量子センサー」として、その周辺に置かれた単一原子核スピンからの磁場検出と核スピン状態操作（単一核スピン磁気共鳴：NMR）を実行し、さらにはその単一核スピンの位置を三次元空間で原子レベルの空間分解能で確定するイメージング手法を開発し、室温におけるその実証実験に初めて成功した。また、この実証実験に至る過程において、量子センシングに必要なマイクロ波技術と単一電子・核スピン量子制御に関する多くの学術的成果を得た。バイオセンシングにおいても単一細胞内の温度測定に成功した。
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| 自由記述の分野 |
量子情報
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
古典力学・電磁気学の考え方に基づく現在のセンシング技術の「測定感度」と「空間分解能」に関する原理的な限界が、量子力学の原理に基づく量子センシングで突破できることを実証実験として示したことは学術的に極めて意義深い。また、化学・創薬・医学分野の基礎研究や、産業・医療分野で日常的に利用される現在の核磁気共鳴（NMR）と磁気共鳴イメージング（MRI）手法を「単一分子」に適用することが不可能であるが、それが本研究で開発された量子イメージング手法を用いて可能となる。よって、この究極のナノテクノロジー・計測制御技術の開発は、学術的および社会的に意義深い。
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