微小ナノダイヤモンド量子センサで安定した温度計測を実現 ―細胞内などでの量子センシングに期待 ―京都大学，量子科学技術研究開発機構，ダイセル
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京都大学などのグループは、独自に開発した爆轟（ばくごう）ナノダイヤモンド中に、強く安定した光検出磁気共鳴（ODMR）信号を持つ窒素-空孔（NV）中心を多数計測することに成功した。これにより、ＮＶ中心を含む爆轟ナノダイヤモンドでは初の温度感度計測を実現。開発した爆轟ナノダイヤモンドの粒径は約11 nm、温度感度を計測したダイヤモンドセンサとして世界最小径だ。
NV中心は、ODMR信号を利用することで温度、磁場、電場などを高感度に計測でき、優れた量子センサとして幅広い分野で注目されている。生命科学分野では、NV中心を含むナノダイヤモンドを細胞核やミトコンドリア等の細胞小器官に導入できれば、微小領域での高感度計測が期待できる。生体計測に用いるナノダイヤモンドの粒径として、細胞膜などにダメージを与えず細胞深部に導入するには30 nm以下が求められるが，従来は粒径100 nm前後であった。小粒径のナノダイヤモンドの合成法として爆轟法が有力だが、従来の爆轟ナノダイヤモンドはNV中心が低濃度、ODMR信号が低く不安定、などの問題があった。今回のNV中心爆轟ナノダイヤモンドにより、今後細胞内など微小領域での量子センシングが期待できる。
