| チームリーダー ： |
渡邊 幸志【産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 主任研究員】 |
| サブリーダー ： |
櫻井 竜也【昭和オプトロニクス（株） 第二技術部 マネージャー】 |
| 中核機関 ： |
産業技術総合研究所 |
| 参画機関 ： |
昭和オプトロニクス(株)、慶應義塾大学
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- Ⅰ．開発の概要
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量子センシングという新しい技術であるダイヤモンド量子磁気センサーをコア技術とし、従来技術の延長線上では実現できない感度と分解能を持つ、新原理に基づくポータブルなNMR装置の開発を目指す。これにより、わずかな分子数でも検知可能なNMR装置を実現する。本開発により、将来的には1分子レベルでのNMR計測が見通せるようになり、ライフサイエンスにおける微量試料を対象とした分析装置の開発などに貢献する。また、材料開発など様々な分野にも適用可能であり、超高感度分析装置の突破口となる技術にすることを目的とする。
- Ⅱ．中間評価における評価項目
- （１）ダイヤモンド量子磁気センサーチップ
- 新たに設計したマイクロ波電源を用いたプラズマCVD装置によって厚さ5 nmの窒素ドープダイヤモンド薄膜を試作し、フォトルミネッセンスマッピングにより単一のNVセンターが形成されていることを確認した。窒素-空孔（NV）センターの面密度を105 /cm2レベルに低減させた量子磁気センサーチップにおいて、スピン緩和時間T2の目標値を達成した。
- （２）光学系：共焦点レーザー走査型顕微鏡システム
- プロトタイプ装置の設計を行い、20 cm×20 cm×10 cmのサイズで光学系を構築した。
- Ⅲ．評 価
- 本開発のコア技術である、高品質なダイヤモンド薄膜中への量子磁気センサーとなるNVセンターの作製については、一部センサー密度が目標値よりも高い密度にもかかわらず、高品質薄膜が形成されたことによりスピン緩和時間は目標値を上回っており、全体としては目標を達成したものと認められる。また共焦点レーザー走査型顕微鏡システムについても目標は達成されており、実機での検証結果が期待される。
今後は、従来のNMR装置との比較や高分解能化についての検討を行った上で、本技術による応用分野を探索することが重要である。
本開発課題は、当初の目的通りに進捗しており、当初の計画に沿って推進すべきと考える。［Ａ］
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