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

使用金刚石量子传感器检测磁性粒子的高次谐波信号

• 批准号: 20K14392
• 负责人: 増山 雄太
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14392/
• 关键词: 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

本研究の目的は、ダイヤモンド量子センサにより、生体内に注入した微量の磁性粒子を検出する手法を開発することである。近年、磁性粒子の医療応用が実用化され始めており、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。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・発展の妨げとなる。そこで、室温・磁気シールドレスで動作する小型なダイヤモンド量子センサを用いた手法を開発する。2022年度は、ダイヤモンド量子センサーの高感度化に必要な、ダイヤモンド中のNVセンターの評価システムの構築および数値計算を行った。具体的には、従来一般的に使われている共焦点顕微鏡システムよりも高速に材料評価を可能にする装置系を設計・構築した（特願2022-163487、論文投稿中：YM et al. arXiv:2301.12441）。このシステムは従来困難でありかつ量子センサー応用に不可欠な、量子特性の均一性などを評価することが可能であり、今後のダイヤモンド量子センサーの材料評価の中心的な装置となると考えられる。また、NVセンターで検出するための予備実験として、磁性粒子を励振・電気的に検出するシステムを構築し、磁性粒子の応答磁場の高調波成分の検出に成功した。高調波成分を励振できる条件が判明したので、次年度その条件において、NVセンターでの検出を試みる。

The purpose of this study is to develop a method for detecting and extracting trace magnetic particles by injecting them into vivo. In recent years, the medical use of magnetic particles has begun, and it is necessary to inject magnetic particles into the body in order to obtain the desired position and concentration. Magnetic particle position specific, high sensitivity magnetic particle position specific, high sensitivity magnetic particle position specific. In the future, the refrigerator will be used in the field of ultra-magnetic conductivity (SQUID), which will be used in large-scale, high-speed, high-tech popularization and development. The development of a small, compact, and ultra-compact system for the operation of a room temperature, magnetic field, and air conditioning system In 2022, the calculation of the construction and numerical value of the evaluation system for the high-sensitivity of the quantum equipment in the field was carried out. The specific design and construction of a device system for confocal micromirrors and high-speed material evaluation are described in detail (Japanese Patent Application No. 2022-163487, paper submission: YM et al. arXiv:2301.12441). The quantum system is difficult to evaluate, and the uniformity of quantum properties is difficult to evaluate. The quantum system is difficult to evaluate, and the uniformity of quantum properties is difficult to evaluate. The preparation and construction of magnetic particle excitation and electric detection system and the detection of high frequency components of magnetic particle excitation field were successfully carried out. The excitation conditions of high frequency components are determined by the following conditions:

项目成果

T. Sekiguchi, Y. Kamitsubo, T. Tsuji, Y. Aoki, Y. Masuyama, T. Taniguchi, M. Miyakawa, C. Shinei, S. Onoda, H. Abe, S. Saiki, S. Ishii, T. Teraji, T. Ohshima, T. Iwasaki, M. Hatano

T. Sekiguchi、Y. Kamitsubo、T. Tsuji、Y. Aoki、Y. Masuyama、T. Taniguchi、M. Miyakawa、C. Shinei、S. Onoda、H. Abe、S. Saiki、S. Ishii、T.

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Kobayashi;H. Taniguchi;A. Ohnuma;A. Kawamoto;小野淳;Characterization of HPHT Diamonds with NV Centers for High-Sensitivity Bulk-Ensemble Magnetometer
• 通讯作者: Characterization of HPHT Diamonds with NV Centers for High-Sensitivity Bulk-Ensemble Magnetometer

環境ノイズに強い高感度固体量子センサー

高灵敏度固态量子传感器，抗环境噪声

• 发表时间: 2021
• 作者: 増山雄太

高温電子線照射によるダイヤモンドNVセンターの形成

高温电子束辐照形成金刚石 NV 中心

• 发表时间: 2021
• 作者: 石井 秀弥;佐伯 誠一;小野田 忍;阿部 浩之;増山 雄太;大島 武
• 通讯作者: 大島 武

Digital signal processing for portable highly sensitive diamond quantum magnetometer

便携式高灵敏度金刚石量子磁力计的数字信号处理

• 发表时间: 2020
• 作者: Yuta Masuyama;Takeshi Ohshima
• 通讯作者: Takeshi Ohshima

固体中の量子欠陥のセンサ応用

固体中量子缺陷的传感器应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 星野佑斗;青山拓也;工藤真裕;今井良宗;大串研也;増山雄太
• 通讯作者: 増山雄太