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ダイヤモンドの結晶に含まれる負に帯電した窒素空孔（NV）中心は、高感度な量子センサーとして期待されています。このセンサーを利用するためには、位相時間（T2が10マイクロ秒以上）が長いことが重要であり、弱い磁場（フェムトテスラ）の検出には、T2が均一なダイヤモンドが必要です。今回の研究では、NV中心のT2が非常に均一になりました。12炭素が濃縮され、高圧・高温で育てられたダイヤモンドでは、窒素の濃度が1.3 ± 0.4 ppmの条件で、T2の中央値は4.5マイクロ秒となっています。このデータは、厚さ0.4 mmの{111}成長セクター内で、1.1 × 1.1 mm²の領域においてT2*のばらつきがわずか10%しかありません。ひずみの変化を抑えることで、NV量子センサーを使った高感度な磁気測定ができるようになります。

Rights:

• Creative Commons BY-NC-ND Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International
  

Keyword: NV centre, millimetre-scale diamond, HPHT growth, residual strain gradient

Date published: 2025-04-08

Publisher: Springer Science and Business Media LLC

Journal:

• Communications Materials (ISSN: 26624443) vol. 6 issue. 1 66

Funding:

• Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology JPMXS0118068379 and JPMXS0118067395
• JST CREST JPMJCR1773
• MIC R&D for construction of a global quantum cryptography network JPMI00316
• JSPS KAKENHI 20H02187, 20H05661, 19H02617
• JST Moonshot R&D JPMJMS2062

Manuscript type: Publisher's version (Version of record)

MDR DOI:

First published URL: https://doi.org/10.1038/s43246-025-00782-7

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Updated at: 2025-12-19 16:30:47 +0900

Published on MDR: 2025-12-19 14:11:34 +0900