水落憲和 化学研究所教授、時田茂樹 同教授、藤原正規 同特定研究員、升野振一郎 同研究員、橋田昌樹 東海大学教授らの研究グループは、一つの超短レーザーパルスをダイヤモンドに照射し、窒素-空孔（NV）中心をミリメートルレベルの広域で形成することに成功しました。
ダイヤモンド中の狈痴中心を用いた量子センサは、高感度、高空间分解能を有することから注目されています。センサとして用いる狈痴中心の数を増やすほど感度が上がり、室温で超伝导量子干渉计并みの高感度を実现することが期待されています。これまでフェムト秒レベルの超短パルスレーザーを用いて狈痴中心を作製したという报告はありましたが、ダイヤモンドはグラファイト化しやすいため、フルーエンスを抑えて多数のパルスを照射し、かつ狈痴作製领域はマイクロメートル程度が最大でした。今回、最适な条件を见出だし、一つのパルスでミリメートルレベルという従来の100倍以上の広域で形成することに成功しました。今回、一つのレーザーパルスのみで、高温アニール処理を施すことなく作製できた点は、レーザー光照射による狈痴中心の生成机构を解明する点で学术的に重要です。また、応用の観点では、高感度量子センサを作製する简便、高速な技术として注目されます。
本研究成果は、2023年3月14日に、国際学術誌「APL Photonics」にオンライン掲載され、更に本論文はFeatured Articleに選ばれました。
「最初にこの研究を进めるとき、従来の研究では用いられない高强度パルスをダイヤモンド基板に照射するため、狈痴中心が形成されるのかどうか全く不明でした。そのため、実験を繰り返して狈痴中心が増加した领域が见つかった时は惊きを覚えました。今后、形成メカニズムの详细や、生成効率の向上、3次元作成などの课题の解决を进めたいと思います。」（藤原正规）
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【书誌情报】
Masanori Fujiwara, Shunsuke Inoue, Shin-ichiro Masuno, Haining Fu, Shigeki Tokita, Masaki Hashida, Norikazu Mizuochi (2023). Creation of NV centers over a millimeter-sized region by intense single-shot ultrashort laser irradiation. APL Photonics, 8(3):036108.
