ダイヤモンドNV量子センサの基本原理と応用・最新動向

セミナー趣旨

　近年、量子技術の飛躍的な進歩により、従来のセンサでは測定困難だった微小な磁場や電場、温度を極めて高感度かつ高分解能で検出できる「ダイヤモンドNV（窒素空孔）センター」を利用した量子センサが注目されています。特に室温での動作が可能な本技術は、半導体検査、材料科学、医療、バイオテクノロジーなど、幅広い産業分野での応用が期待される次世代の計測技術です。
　本セミナーでは、ダイヤモンドNV量子センサの基本原理から最新技術動向までを包括的に解説します。基礎理論や計測システムの実装技術だけでなく、実際の応用事例や将来展望を深掘りすることで、参加者の皆様が量子計測の可能性を深く理解し、新たな計測技術導入の糸口を見つけることを目的とします。専門外の方にも分かりやすく説明し、量子センシングをビジネスや研究開発に活用するための知識を養う場とします。

受講対象・レベル

・量子技術の基礎を学びたい研究者、技術者、および学生の方
・ダイヤモンドNV量子センサの導入や、自社製品・研究への応用を検討している企業の技術開発担当者・企画担当者
・ナノダイヤモンドや量子計測を用いた高感度センシング技術に関心のある方
・従来のセンサ技術では困難であった微小領域の測定（磁場、電場、温度など）を解決したいと考えている方

必要な予備知識

特に専門的な事前知識は必須ではありません。物理学や量子技術の専門外の方にも分かりやすく説明することを心がけて講義を行います。
参考までに、以下のような知識があるとより理解が深まりますが、講義内でも適宜補足いたします。
・大学初年度程度の物理・数学の基礎概念（量子力学の導入、ベクトル・微分積分の基本など）
・電磁気学の基礎知識（磁場、スピン、ゼーマン効果などの概念）

習得できる知識

・ダイヤモンドNV量子センサの基本原理の習得: NVセンターが持つ物理的特性や、スピン状態の制御・読み出しの仕組みを正しく理解し、量子計測の基礎を固めることができます。
・最新技術トレンドと応用事例の把握: 産業・医療・材料科学など各分野での具体的な活用事例を知ることで、自社の技術開発や製品開発に応用可能なヒントを得ることができます。
・高感度計測システムの構築ノウハウ: レーザー、マイクロ波、光学検出技術など、NV量子センサを実装する上で不可欠な計測システムの全体像と、各要素技術の役割を習得できます。
・既存センサとの比較・技術限界の理解: 従来のセンサ技術と量子センサの違い（量子限界など）を理解することで、どの領域で量子センサが優位性を発揮するかを判断し、的確な技術選定・導入検討に活かすことができます。

セミナープログラム

１．概論：ダイヤモンドNV量子センサの基礎 　
　1-1　NVセンターを用いた量子センシングの全体像
　1-2　マルチモーダルセンシング（磁場・温度・電場）
　1-3　本セミナーの目的と構成

２．センシング原理：ODMRの基礎
　2-1　光検出磁気共鳴（ODMR）の原理
　2-2　スピン状態と蛍光の関係
　2-3　室温・単一スピン検出が可能な理由

３．NVセンターの構造と電子状態
　3-1　ダイヤモンド結晶と欠陥の基礎
　3-2　NVセンターの構造（C3v対称性）
　3-3　電子軌道とエネルギー準位
　3-4　三重項状態とスピン多重度（フント則との関係）

４．光学特性と蛍光特性
　4-1　蛍光スペクトル（ZPLとフォノンサイドバンド）
　4-2　輝度と光安定性　
　4-3　他の蛍光体との比較

５．スピン特性と量子コヒーレンス
　5-1　スピン緩和（T₁）とコヒーレンス（T₂）
　5-2　線幅と感度の関係
　5-3　ラビ振動とスピン操作など

６．スピン制御と読み出し技術
　6-1　光初期化プロセス
　6-2　マイクロ波によるスピン操作
　6-3　ODMRによる読み出し

７．量子センシングの実験システム
　7-1　測定の基本構成
　7-2　光学測定系とマイクロ波系
　7-3　制御ソフトウェアとデータ解析

８．材料科学：NVダイヤモンドの作製と制御
　8-1　ダイヤモンド合成（HPHT・CVD）
　8-2　NVセンター生成（照射・アニール）
　8-3　表面終端と表面制御

９．応用例：量子センシングの展開
　9-1　磁場センシング
　9-2　交流磁場測定とデバイス評価
　9-3　ラジカル検出（T₁リラクソメトリー）
　9-4　温度センシング
　9-5　その他の応用

１０．まとめと今後の展望
　10-1　NVセンサの特徴と優位性
　10-2　既存技術との比較
　10-3　今後の課題と展望
 

キーワード：
ダイヤモンドNV量子センサ,NVセンター,量子センシング,セミナー,講演,研修

セミナー講師

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
教授 博士（理学）藤原 正澄 氏

■略歴 2008年大阪市立大学大学院理学研究科数物系専攻にて博士号を取得。その後、北海道大学助教、独国ベルリン・フンボルト大学フンボルト財団奨学研究員、関西学院大学助教、大阪市立大学講師を経て、2021年より岡山大学学術研究院自然科学研究科准教授。2025年より現職。現在は岡山大学にて、ナノダイヤモンドを用いた量子計測技術の開拓・応用の第一線で研究を牽引している。
■ご専門 量子計測、量子光学、分光学
■本テーマ関連学協会でのご活動・実績
　・量子生命科学会：学学連携委員（2023年4月～現在）
　・日本物理学会：領域1 領域運営委員（2022年10月～2023年9月）
　・固体量子センサ研究会：幹事（2026年4月～現在）

セミナー受講料

49,500円（税込、資料付）
■ 非会員の方は1名につき49,500円（税込み）です。
会員の方もしくは新規会員登録していただいた方の受講料は以下の通りです。
　★1名で申込の場合、46,200円（税込）に割引になります。
　★2名以上同時申込の場合、1名につき半額の24,750円（税込）に割引になります。
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