印刷

お知らせ・情報

超極微量試料の化学構造を決定できる量子センシングNMR

2017/06/02

筑波大学知的コミュニティ基盤研究センター  磯谷順一名誉教授、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所 小野田忍博士、住友電気工業株式会社アドバンストマテリアル研究所 角谷均博士らは、シュツットガルト大学・マックスプランク研究所(ドイツ) Jörg Wrachtrup教授のグループとの共同研究により、ダイヤモンドの単一のNVセンターという室温動作・ナノ空間分解能を持つ量子センサを用いた量子センシングNMRを開発し、20 ゼプトリットルの検出体積から、1Hおよび19FのNMRのそれぞれにおいてケミカルシフトの観測に成功しました。

本研究では、3T(テスラ)の高磁場を用い、15N核スピンをメモリに用いることによりセンサの周波数分解能を1 mHzへと改善しました。さらに、量子コンピューティングへの応用に開発されてきた量子操作技術・量子アルゴリズムを駆使し、ケミカルシフトの観測に成功し、通常のNMRが必要とする試料より11桁も少ない超極微量の試料の化学構造同定という革新的手法(量子センシングNMR)の開発に成功しました。

図 (左)核スピンを持たない同位体12Cを99.995%濃縮した高圧高温(HPHT)合成ダイヤモンド結晶、(中)左の結晶からレーザーで切り出し研磨した(111)基板、(右)(111)薄膜作成例(1mm×1mm×90μm)。本研究では2mm×2mm×88μmの薄膜を使用した。

 

PDF資料

このページのトップへ