東京工業大學工學院的關口直太特任副教授、岩崎孝之副教授、波多野睦子教授、東京大學、日本國立物質材料研究所（NIMS）電子與光學功能材料研究中心、量子科學技術研究開發機構（QST）高崎量子應用研究所量子機能創制研究中心、以及文部科學省組成的研究團隊發表研究成果稱，利用金剛石中的氮-空艙中心（NV中心）開發出了金剛石量子感測器，在低頻磁場下成功實施了9.4pT/√Hz的高靈敏度檢測。該成果是透過合成決定磁場靈敏度的自旋相鬆弛時間長的高品質金剛石，並將噪音降低到量子力學的極限而實施的。該技術有望應用於不需要磁屏和冷卻劑等大型高成本設備的腦磁測量上。相關研究成果已於6月5日發表在國際學術期刊《Physical Review Applied》上。
圖1 過去的金剛石量子感測器性能以及爲了測量腦磁場所需要的性能（供圖：東京工業大學）
金剛石量子感測器即使在強磁場中也能在常溫下進行高靈敏度的測量，因此有望應用於不需要磁屏和冷卻劑等大型高成本設備的腦磁測量上。
此次，研究團隊開發出了一種在設計上更便於接近測量物件的金剛石量子感測器。未來，這一技術有望應用於針對腦活動的常規檢查等腦機介面上。
單體金剛石量子感測器在無需使用磁通量集中器的情況下，能夠在低頻區域實施最高的靈敏度。這種感測器還具有優越的穩定性，能以高靈敏度持續運行至少200分鐘。
今後，研究團隊計劃將開發的感測器應用於動物研究，以驗證金剛石量子感測器在腦磁測量中的效果。
關口特任副教授表示：「能夠實施具備多種優良特性的金剛石量子感測器的高靈敏度化，是邁向常規腦磁測量等應用的重要一步。在今後的研究中，我們將會進一步探索提高靈敏度和實用化的方法。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Physical Review Applied
論文：Diamond quantum magnetometer with dc sensitivity of sub-10 pT Hz−1/2 toward measurement of biomagnetic field
DOI：10.1103/PhysRevApplied.21.064010
