異種基板上成長ダイヤモンド結晶による高感度量子センサ開発に成功
量子品質ダイヤモンド基板の工業的製造と応用の加速に貢献
【ポイント】
〇 異種基板上のヘテロエピ成長技術により、量子センサに適した(111)結晶方位とコヒーレンス時間を備える“量子品質”の10 mm径以上のダイヤモンド結晶基板の作製を実現
〇 異種基板上ダイヤモンド結晶基板を用いたダイヤモンド量子センサはEV搭載電池モニタに期待される高精度(10 mA)を実現
〇 量子品質のダイヤモンド基板の大面積化と量子センサをはじめとする量子応用に期待
【概要】
東京科学大学(Science Tokyo)工学院 電気電子系の波多野睦子教授と岩崎孝之教授、産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センターの牧野俊晴研究チーム長と加藤宙光上級主任研究員、および信越化学工業株式会社 精密機能材料研究所の野口仁主席研究員らで構成される文部科学省 光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP)のグループは、異種(非ダイヤモンド)基板上にダイヤモンド層をヘテロエピ成長させ、量子センサに適した(111)結晶方位とコヒーレンス時間を備える量子品質の10 mm径以上のダイヤモンド結晶基板作製に成功しました。また、同基板によるダイヤモンド量子センサを開発し、精密アラインメント技術の適用により、EV搭載電池モニタに期待される雑音に強く高精度(10 mA)な電流計測を実証しました。
ダイヤモンド結晶中のNVセンタを利用したダイヤモンド量子センサは、幅広い温度を含め、広汎な外部環境下で動作し高感度と広いダイナミックレンジを有するロバストなセンサとして、また、磁場・電界・温度・圧力他を同時に計測可能なマルチモーダルセンサとして、世界中で開発が加速しています。しかし、量子センサ用のダイヤモンド結晶基板は、製造方法の制約から、これまで数ミリメートルサイズのものしか実現されていませんでした。
本研究は、ヘテロエピCVD成長によりダイヤモンド基板の大面積化と高感度な量子センサ応用の可能性を実証したものです。これは量子品質のダイヤモンド結晶基板の大面積化と量子センサなどの固体量子応用の可能性を示すものであり、量子センサによる生体計測等の医療応用や、EV搭載電池モニタを始めとするエネルギーデバイス応用等への適用が加速すると期待されます。
本成果は、1月18日付の「Advanced Quantum Technologies」誌に掲載されました。
プレスリリースの詳細はこちら
https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2025/pr20250206/pr20250206.html
本プレスリリースは発表元が入力した原稿をそのまま掲載しております。また、プレスリリースへのお問い合わせは発表元に直接お願いいたします。
このプレスリリースには、報道機関向けの情報があります。
プレス会員登録を行うと、広報担当者の連絡先や、イベント・記者会見の情報など、報道機関だけに公開する情報が閲覧できるようになります。
このプレスリリースを配信した企業・団体

- 名称 国立研究開発法人産業技術総合研究所
- 所在地 茨城県
- 業種 政府・官公庁
- URL https://www.aist.go.jp/
過去に配信したプレスリリース
大井川下流域における地下水の地図を公開
3/28 14:00
信頼できる人工知能(AI)開発に向けて
3/27 14:00
有機材料中の水素と重水素の分布を単一分子スケールで識別することに成功
3/25 10:00
ダイヤモンドパワーデバイスのアンペア級の高速スイッチング動作を確認
3/24 14:00
ガラスの機能を高めるナノ周期構造を高効率に形成
3/24 14:00
紀伊半島中央部の世界第一級断層沿いの地質を明らかにした地質図が刊行
3/21 14:00
高スイッチング周波数動作の実現に向けたパワーデバイスの高周波特性評価を手軽に
3/19 14:00
細菌と真菌が混在したマイクロバイオームの定量解析を可能に
3/18 14:00
“月の宝探し” チタン鉄鉱の濃集地域を探査データ解析で発見!
3/17 14:00
高性能かつ低コストな水素吸蔵合金タンクを開発
3/17 11:00
長野県下伊那地域における赤石山地の新たな地質図が刊行
3/14 14:00
金属など地殻資源利用の新たなプラネタリー・バウンダリー
3/14 10:00