2022年07月20日

京大、世界最小粒径ナノダイヤモンド温度計測に成功

【カテゴリー】：行政/団体 【関連企業・団体】：京都大学

京都大学 化学研究所の水落憲和教授とダイセルの共同研究グループは20日、独自に開発したシリコン-空孔（SiV）中心を含む爆轟（ばくごう）ナノダイヤモンド（SiV-DND）を用いて温度計測の実証に成功したと発表した。 　今回用いたナノダイヤモンドの粒径は20 nm程度で、これまで報告されているナノダイヤモンドの中で世界最小径。 　細胞内などの微小な領域を計測できる温度センサとして、ナノダイヤモンド中の発光中心が注目されている。結晶中に存在する不純物や欠陥の中には、光照射すると発光する発光中心と呼ばれるものがあり、構造に応じて様々な発光波長や特性を持つ。 　 　ナノダイヤモンド温度センサとしては、発光中心の中でも窒素-空孔（NV）中心が盛んに研究され、高い温度感度が実証されているが、高感度温度計測には可視光とマイクロ波の両方を照射する必要があった。 　一方、SiV中心は鋭い発光スペクトルを示し、ピーク波長などの温度依存性を利用することで、光のみで温度変化を感度よく検出できるという応用上の重要な特長がある。 　 　しかし、これまでSiV中心を用いた温度計測での最小粒径は200 nmだった。近年、ダイセル、京都大学、およびその他研究機関により、大量に合成可能な爆轟法によって、SiV中心を含む1桁nmサイズのナノダイヤモンドを効率的に合成することに成功した。 　 　今回、構築した温度精密制御装置を用い、ナノレベルの微小なSiV-DNDの高感度温度センサとしての有用性を実証した。今後は、ナノダイヤモンドの特長を活かし、生命科学分野等での応用が期待される。 　本研究成果は7月13日に、国際学術誌「Carbon」に掲載された。 　 ＜ニュースリリース参照＞ https://www.chem-t.com/fax/images/tmp_file1_1658304348.pdf