【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24JI0013
利用課題名 / Title
高品質ナノダイヤモンドの開発とその表面評価
利用した実施機関 / Support Institute
北陸先端科学技術大学院大学 / JAIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
X線光電子分光,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
藤原 正澄
所属名 / Affiliation
国立大学法人岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
藤原正澄,中島大夢,押味佳裕
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
村上達也
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ダイヤモンドの表面状態を観察し、その表面状態とスピン特性の関係性から、高いスピン特性を持つダイヤモンド結晶の関係性を調査した。申請者らはこれまで蛍光ナノダイヤモンドを用いた量子センシングに関する研究を行ってきた。特に、ダイヤモンドの中の窒素欠陥中心が示す光検出スピン共鳴の温度依存性を利用したナノ温度センサの開発を行ってきている。このセンシングの感度を決定づける重要な物性が、NV中心の電子スピン寿命である。このスピン寿命が表面状態によって影響する可能性があり、我々が利用している蛍光NDの表面状態を決定することが必要となった。
実験 / Experimental
ダイヤモンド表面に修飾された官能基の同定を行う。新たに高い量子性能を持つダイヤモンドの開発を行ったが、その中でダイヤモンド表面状態による特性の影響を調べる必要があった。そこでXPSを使うことで表面に結合している元素（C、COOH、OH）を同定し、表面状態とダイヤモンドの特性の関係性を見積もる。測定前に、窒素ガスをシリンダー内に充満させ、0.5 MPa程度の圧力に調整し、減圧する。その後測定するダイヤモンドサンプルをインジュウム薄に乗せ、測定用の基板に設置する。その後、X線照射の準備をおこない安定性を確かめる。その後サンプルのアラインメントを行い、測定に移る。そして装置のキャリブレーションを実施し、測定に移る。測定するダイヤモンドサンプルに焦点を合わせ、各結合要素に合わせて測定を行う。
結果と考察 / Results and Discussion
測定時の様子をFig１に示す。Fig１のようにインジュウム箔にダイヤモンド結晶をピンセットで１つ取り出し、それを押し込むことでダイヤモンド表面の計測を行った。実際にXPSを使ったときに観察される様子もFig１に示す。このようにダイヤモンド部分だけが黒くなっており、大きな塊をダイヤモンドの表面に焦点を合わせ、計測を行った。その時に得られたスペクトルをFig.2に示す。得られたスペクトルの解析には時間を要しており、現在検討中である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1
Fig.2
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 18th International Conference on New Diamond and Nano Carbons NDNC2025(postor presentation),2025年5月
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件