磁测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁测量装置，特别涉及使用金刚石晶体的氮-空位对，对常温大气中 的磁场检测有效的技术。
【背景技术】
[0002] 作为用作医疗设备的生物体磁测量系统，已知例如脑磁测量系统等。该脑磁测量 系统是从外部测定脑神经细胞发出的微弱的磁场，高精度地检查脑内的活动部位、活动的 程度的系统。
[0003] 这种生物体磁测量系统具有高灵敏度磁测量装置。作为高灵敏度磁测量装置，在 能够检测脑磁等微弱生物体矢量磁场的例子中，使用了SQUID(超导量子干涉元件），但在 动作中需要极低温环境。
[0004] 另一方面，作为能够在常温大气中进行动作的高灵敏度磁场测量装置，提出了包 含氮-空位对的金刚石晶体（例如参照非专利文献1)。
[0005] 在非专利文献1中，公开了以下那样的内容。作为对作为测量磁场的传感器的金 刚石晶体照射激励光的青绿色光源使用绿色激光，在来自金刚石晶体的红色荧光输出的检 测中使用CCD阵列。根据对向金刚石晶体照射的微波的频率进行扫描而取得的红色荧光强 度的微波频率依赖性中的荧光强度最小值，测量磁场。
[0006] 另外，在例如非专利文献2中，公开了利用SIP(SelectiveImagingProtocol)技 术的单一的氮-空位对的荧光输出的观测技术。SIP技术是通过选择性地仅测量氮-空位 对的红色荧光，去除包含氮-空位对以外的荧光的背景噪声的技术。
[0007] 【非专利文献 1】S.Steinert，F.Dolde，P.Neumann，A.Aird，B.Naydenov， G.Balasubramanian,F.Jelezko,andJ.Wrachtrup;"Highsensitivitymagnetic imagingusinganarrayofspinsindiamond'，，ReviewofScientificInstrument81， 043705-1 ~5(2010)
[0008] 【非专利文献 2】R.Igarashi，Y.Yoshinari，H.Yokota，T.Sugi，F.Sugihara， K.Ikeda,H.Sumiya,S.Tsuji,I.Mori，H.Tochio，Y.Harada，M.ShirakawaReal-time background-freeselectiveimagingoffluorescentnanodiamondsinvivo'，，Nano Lettersnl302979,Oct2012,pp5726_5732.
【发明内容】
[0009] 在非专利文献I中，公开了对向金刚石晶体照射的微波的频率进行扫描而取得的 红色荧光强度的微波频率依赖性（fig2a)。另外，该波形被测量为4种波形的重叠。示出了 该4种是由于各氮-空位对中的从氮观察了的空位的方位针对金刚石晶体方位能够具有4 种方位。
[0010] 此处，作为该波形中的荧光强度最小值的"谷"的位置变化测量磁场，所以关于 "谷"，宽度越窄越深，测量精度越提高。但是，各氮-空位对所示的波形与从氮观察了的空 位的方位的4种对应地在不同的位置具有"谷"。
[0011] 因此，一般，测量的波形是重叠了这些4种不同的位置的"谷"的波形，关于对"谷" 的深度作出贡献的氮_空位对，虽然比1种的情况更多，但比4种的合计少，无法在测量中 有效利用所有氮-空位对。由此，产生无法进行精密的磁测量的担心。
[0012] 此处，在非专利文献1中记载了磁灵敏度针对有效的氮-空位对数N，与/"N成比 例。因此，期望不仅是4种中的数量最多的例子，而能够利用所有氮-空位对。
[0013] 关于本发明的上述以及其他目的和新的特征，根据本说明书的记述以及附图将更 加明确。
[0014] 一个实施方式的磁测量装置具备：金刚石晶体，具有多个氮-空位对；以及图像传 感器，通过多个像素检测通过对金刚石晶体照射了的激励光发生的荧光强度。
[0015] 在金刚石晶体中，将氮_空位对与像素1:1地分别对应起来，通过与该氮_空位对 对应起来的1个像素，对1个氮-空位对发生了的荧光进行受光。
[0016] 发明的效果
[0017] (1)能够提尚磁场的检测精度。
[0018] (2)能够提尚磁场测量的效率。
【附图说明】
[0019] 图1是示出本实施方式1的磁测量装置中的结构的一个例子的说明图。
[0020] 图2是示出在图1的磁测量装置中设置了的金刚石晶体以及图像传感器中的结构 的一个例子的说明图。
[0021] 图3是示出图1的磁测量装置中的图像传感器的像素和金刚石晶体的氮-空位对 的1:1的对应关系的一个例子的说明图。
[0022] 图4是示出图1的磁测量装置中的金刚石晶体和图像传感器中的块单位下的对应 的一个例子的说明图。
[0023] 图5是示意地示出在非专利文献1中记载了的氮-空位对的4种方位的说明图。
[0024] 图6是示出实现利用图1的磁测量装置的像素单位的空间分辨率的具体的结构的 一个例子的说明图。
[0025] 图7是示出氮-空位对的荧光强度的微波频谱中的荧光强度降低点附近的波形的 一个例子的说明图。
[0026] 图8是示出在图1的磁测量装置中设置了的信号处理电路、控制电路、以及微波源 的连接结构的一个例子的说明图。
[0027] 图9是示出图7所示的氮-空位对的荧光强度的微波频谱中的荧光强度降低点 附近的波形中的、与荧光强度降低点邻接的最陡峭的斜面的附近的波形的一个例子的说明 图。
[0028] 图10是示出图8所示的控制电路以及微波源中的各信号的定时例的时间图。
[0029] 图11是示出实施方式2的磁测量装置中的结构的一个例子的说明图。
[0030] 图12是示出在图11的磁测量装置中使用的图像传感器中的像素数和块尺寸的结 构的一个例子的说明图。
[0031] 图13是示出实施方式3的磁测量装置中的结构的一个例子的说明图。
[0032] 图14是示出图13的磁测量装置具有的信号处理部的连接例的说明图。
[0033] 图15是示出在图13的磁测量装置中设置的高频电路芯片的结构的一个例子的说 明图。
[0034] 图16是不出图15的尚频电路芯片中的通过各尚频电路部施加微波的施加顺序的 一个例子的说明图。
[0035] (附图标记说明）
[0036] 10 :磁测量装置；11 :光源部；12 :青绿色光源；13 :透镜；13a:透镜；13b:透镜； 14 :分色镜；15 :金刚石晶体；16 :图像传感器；17 :控制部；18 :信号处理电路；19 :控制电 路；20 :微波源；21 :线圈；25 :氣-空位对；26 :像素；26a:像素；27 :尚频电路芯片；28 :尚 频电路部；28a:环形天线；28b:尚频电路；31 :区域；32 :区域；37 :标记；37a:标记；40 : 块；41 :块；50 :试样；53 :斜面；60 :信号处理阵列；61 :信号处理部；OFR:偏移寄存器；OPA: 运算器；REG:寄存器；RCK:寄存器时钟；GCT:增益调整器；FAD:频率加法器；OSC:振荡器； AMP:放大器；OPN:运算器；CH:半导体芯片；RDC:行解码器；⑶C:列解码器；RL:行地址线； CL:列地址线；RR:终端电阻。
【具体实施方式】
[0037] 在以下的实施方式中，为便于说明，在有其必要时，分割为多个分段或者实施方式 来进行说明，但除了特别明示了的情况以外，它们相互并非没有关系，一方处于另一方的一 部分或者全部的变形例、细节、补充说明等关系。
[0038] 另外，在以下的实施方式中，在提到要素的数量等（包括个数、数值、量、范围等） 的情况下，除了特别明示了的情况以及原理上明确地限定于特定的数量的情况等以外，不 限于该特定的数量，既可以是特定的数量以上也可以是特定的数量以下。
[0039] 进而，在以下的实施方式中，关于其构成要素（还包括要素步骤等），除了特别明 示了的情况以及原理上明确地考虑为必须的情况等以外，当然并非是必需的部分。
[0040] 同样地，在以下的实施方式中，在提到构成要素等的形状、位置关系等时，除了特 别明示的情况以及原理上明确地考虑为并非如此的情况等以外，包括实质上近似或者类似 于其形状等的例子等。这关于上述数值以及范围也是同样的。
[0041] 另外，在用于说明实施方式的全部附图中，对同一部件原则上附加同一符号，省略 其重复的说明。另外，为了易于理解附图，即使是平面图也有时附加阴影线。
[0042] 以下，详细说明实施方式。
[0043] (实施方式1)
[0044] 〈概要〉
[0045] 本实施方式的概要是，在磁测量装置10中，将金刚石晶体15中的氮-空位对25 的位置、和测量来自氮-空位对25的荧光输出的图像传感器16的像素26的位置1:1对应 起来。换言之，关于某1个氮-空位对25发生了的荧光，以由与氮-空位对25对应起来了 的1个像素26进行受光的方式，设置了图像传感器16。
[0046] 另外，磁测量装置10通过各氮-空位对的每一个的事先校正，确定了各氮-空位 对25中的从氮观察了的空位的方位相对金刚石晶体方位是什么样的方位。通过利用该磁 测量装置10测量磁场，有