基本情報

協力講座

• 工学研究科, 分子工学専攻 分子材料学講座, 准教授

所属学協会

• 応用物理学会

学位

• 修士（工学）(京都大学)
• 博士（工学）(京都大学)

経歴

• 自 2024年04月, 至 現在

  京都大学, 化学研究所, 准教授
• 自 2021年02月, 至 2024年03月

  京都大学, 化学研究所 材料機能化学研究系, 助教
• 自 2020年12月, 至 2021年01月

  京都大学, 化学研究所 材料機能化学研究系, 特定研究員
• 自 2014年04月, 至 2020年12月

  株式会社デンソー
• 自 2018年06月, 至 2020年06月

  シュトゥットガルト大学, 第三物理学研究室, 客員研究員
• 自 2011年04月, 至 2014年03月

  独立行政法人日本学術振興会, 特別研究員（DC1）

使用言語

• 日本語
• 英語

ID,URL

• ORCID ID

  0000-0001-8007-2087

• J-Global ID

  202101009748299271

researchmap URL

• https://researchmap.jp/nmorioka

研究

研究テーマ・研究概要

• 研究テーマ

  半導体中の光活性スピン欠陥, カラーセンター, 量子センシング, 量子情報応用

研究分野

• ナノテク・材料, 光工学、光量子科学
• ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 電子デバイス、電子機器

論文

• Coherent photoelectrical readout of single spins in silicon carbide at room temperature

  Tetsuri Nishikawa; Naoya Morioka; Hiroshi Abe; Koichi Murata; Kazuki Okajima; Takeshi Ohshima; Hidekazu Tsuchida; Norikazu Mizuochi

  Nature Communications, 2025年04月15日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Control of impurity incorporation into CVD diamond synthesized with tert-butylphosphine for quantum applications

  Riku Kawase; Hiroyuki Kawashima; Hiromitsu Kato; Norio Tokuda; Satoshi Yamasaki; Masahiko Ogura; Toshiharu Makino; Naoya Morioka; Norikazu Mizuochi

  Applied Physics Letters, 2025年02月17日, 査読有り

  
• Emergence of giant spin-orbit torque in a two-dimensional hole gas on the hydrogen-terminated diamond surface

  Fujio Sako; Ryo Ohshima; Yuichiro Ando; Naoya Morioka; Hiroyuki Kawashima; Riku Kawase; Norikazu Mizuochi; Hans Huebl; Masashi Shiraishi

  Physical Review B, 2024年12月17日

  
• Quantum light sources based on color centers in diamond and silicon carbide

  Norikazu Mizuochi; Naoya Morioka

  Quantum Photonics, 2024年

  
• Static and dynamic stark tuning of the silicon vacancy in silicon carbide

  Alexander D. White; Daniil M. Lukin; Melissa A. Guidry; Rahul Trivedi; Naoya Morioka; Charles Babin; Florian Kaiser; Jawad Ul-Hassan; Nguyen Tien Son; Takeshi Ohshima; Praful Vasireddy; Mamdouh Nasr; Emilio Nanni; Jörg Wrachtrup; Jelena Vuckovic

  Optics InfoBase Conference Papers, 2020年

  
• Small multimodal thermometry with detonation-created multi-color centers in detonation nanodiamond

  Frederick T.-K. So; Nene Hariki; Masaya Nemoto; Alexander I. Shames; Ming Liu; Akihiko Tsurui; Taro Yoshikawa; Yuto Makino; Masanao Ohori; Masanori Fujiwara; Ernst David Herbschleb; Naoya Morioka; Izuru Ohki; Masahiro Shirakawa; Ryuji Igarashi; Masahiro Nishikawa; Norikazu Mizuochi

  APL Materials, 2024年05月01日

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• Spin-Dependent Dynamics of Photocarrier Generation in Electrically Detected Nitrogen-Vacancy-Based Quantum Sensing

  Hiroki Morishita; Naoya Morioka; Testuri Nishikawa; Hajime Yao; Shinobu Onoda; Hiroshi Abe; Takeshi Ohshima; Norikazu Mizuochi

  Physical Review Applied, 2023年03月20日

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• Orientation and Size Effects on Phonon-limited Hole Mobility in Rectangular Cross-sectional Germanium Nanowires

  Hajime Tanaka; Seigo Mori; Naoya Morioka; Jun Suda; Tsunenobu Kimoto

  2014 IEEE SILICON NANOELECTRONICS WORKSHOP (SNW), 2014年, 査読有り

  
• Size and geometric effects on conduction band structure of GaAs nanowires

  H. Tanaka; N. Morioka; S. Mori; J. Suda; T. Kimoto

  2013 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK), 2013年

  
• Electrical detection of nuclear spins via silicon vacancies in silicon carbide at room temperature

  Tetsuri Nishikawa; Naoya Morioka; Hiroshi Abe; Hiroki Morishita; Takeshi Ohshima; Norikazu Mizuochi

  Applied Physics Letters, 2022年10月31日, 責任著者

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• Spin-Optical Dynamics and Quantum Efficiency of a Single V1 Center in Silicon Carbide

  Naoya Morioka; Di Liu; Öney O. Soykal; Izel Gediz; Charles Babin; Rainer Stöhr; Takeshi Ohshima; Nguyen Tien Son; Jawad Ul-Hassan; Florian Kaiser; Jörg Wrachtrup

  Physical Review Applied, 2022年05月03日, 筆頭著者

  
• Fabrication and nanophotonic waveguide integration of silicon carbide colour centres with preserved spin-optical coherence

  Charles Babin; Rainer Stöhr; Naoya Morioka; Tobias Linkewitz; Timo Steidl; Raphael Wörnle; Di Liu; Erik Hesselmeier; Vadim Vorobyov; Andrej Denisenko; Mario Hentschel; Christian Gobert; Patrick Berwian; Georgy V. Astakhov; Wolfgang Knolle; Sridhar Majety; Pranta Saha; Marina Radulaski; Nguyen Tien Son; Jawad Ul-Hassan; Florian Kaiser; Jörg Wrachtrup

  Nature Materials, 2022年01月

  
• Spectrally reconfigurable quantum emitters enabled by optimized fast modulation

  Daniil M. Lukin; Alexander D. White; Rahul Trivedi; Melissa A. Guidry; Naoya Morioka; Charles Babin; Öney O. Soykal; Jawad Ul-Hassan; Nguyen Tien Son; Takeshi Ohshima; Praful K. Vasireddy; Mamdouh H. Nasr; Shuo Sun; Jean-Philippe W. MacLean; Constantin Dory; Emilio A. Nanni; Jörg Wrachtrup; Florian Kaiser; Jelena Vučković

  npj Quantum Information, 2020年09月17日

  
• Spin-controlled generation of indistinguishable and distinguishable photons from silicon vacancy centres in silicon carbide

  Naoya Morioka; Charles Babin; Roland Nagy; Izel Gediz; Erik Hesselmeier; Di Liu; Matthew Joliffe; Matthias Niethammer; Durga Dasari; Vadim Vorobyov; Roman Kolesov; Rainer Stöhr; Jawad Ul-Hassan; Nguyen Tien Son; Takeshi Ohshima; Péter Udvarhelyi; Gergő Thiering; Adam Gali; Jörg Wrachtrup; Florian Kaiser

  Nature Communications, 2020年05月20日, 筆頭著者, 責任著者

  
• Developing silicon carbide for quantum spintronics

  Nguyen T. Son; Christopher P. Anderson; Alexandre Bourassa; Kevin C. Miao; Charles Babin; Matthias Widmann; Matthias Niethammer; Jawad Ul Hassan; Naoya Morioka; Ivan G. Ivanov; Florian Kaiser; Joerg Wrachtrup; David D. Awschalom

  Applied Physics Letters, 2020年05月11日

  
• Vibronic States and Their Effect on the Temperature and Strain Dependence of Silicon-Vacancy Qubits in 4H - SiC

  Péter Udvarhelyi; Gergő Thiering; Naoya Morioka; Charles Babin; Florian Kaiser; Daniil Lukin; Takeshi Ohshima; Jawad Ul-Hassan; Nguyen Tien Son; Jelena Vučković; Jörg Wrachtrup; Adam Gali

  Physical Review Applied, 2020年05月07日

  
• Coherent electrical readout of defect spins in silicon carbide by photo-ionization at ambient conditions

  Matthias Niethammer; Matthias Widmann; Torsten Rendler; Naoya Morioka; Yu-Chen Chen; Rainer Stöhr; Jawad Ul Hassan; Shinobu Onoda; Takeshi Ohshima; Sang-Yun Lee; Amlan Mukherjee; Junichi Isoya; Nguyen Tien Son; Jörg Wrachtrup

  Nature Communications, 2019年12月

  
• Electrical Charge State Manipulation of Single Silicon Vacancies in a Silicon Carbide Quantum Optoelectronic Device

  Matthias Widmann; Matthias Niethammer; Dmitry Yu. Fedyanin; Igor A. Khramtsov; Torsten Rendler; Ian D. Booker; Jawad Ul Hassan; Naoya Morioka; Yu-Chen Chen; Ivan G. Ivanov; Nguyen Tien Son; Takeshi Ohshima; Michel Bockstedte; Adam Gali; Cristian Bonato; Sang-Yun Lee; Jörg Wrachtrup

  Nano Letters, 2019年09月

  
• Laser Writing of Scalable Single Color Centers in Silicon Carbide

  Yu-Chen Chen; Patrick S. Salter; Matthias Niethammer; Matthias Widmann; Florian Kaiser; Roland Nagy; Naoya Morioka; Charles Babin; Jürgen Erlekampf; Patrick Berwian; Martin J. Booth; Jörg Wrachtrup

  Nano Letters, 2019年03月

  
• Real-time first-principles simulations of thermionic emission from N-doped diamond surfaces

  Tomoki Shinozaki; Satoshi Hagiwara; Naoya Morioka; Yuji Kimura; Kazuyuki Watanabe

  Applied Physics Express, 2018年05月

  
• Enhanced thermionic electron emission from a stacked structure of phosphorus-doped diamond with a nitrogen-doped diamond surface layer

  M. Kataoka; N. Morioka; Y. Kimura; S. Sobue; H. Kato; D. Takeuchi; S. Yamasaki

  physica status solidi (a), 2016年06月07日

  
• Phonon-Limited Electron Mobility in Rectangular Cross-Sectional Ge Nanowires

  Hajime Tanaka; Seigo Mori; Naoya Morioka; Jun Suda; Tsunenobu Kimoto

  IEEE Transactions on Electron Devices, 2014年06月

  
• Quantum-confinement effects on conduction band structure of rectangular cross-sectional GaAs nanowires

  Tanaka H.; Morioka N.; Mori S.; Suda J.; Kimoto T.

  Journal of Applied Physics, 2014年02月07日

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• Geometrical and band-structure effects on phonon-limited hole mobility in rectangular cross-sectional germanium nanowires

  Tanaka H.; Mori S.; Morioka N.; Suda J.; Kimoto T.

  Journal of Applied Physics, 2014年

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• Orientation and Shape Effects on Ballistic Transport Properties in Gate-All-Around Rectangular Germanium Nanowire nFETs

  Seigo Mori; Naoya Morioka; Jun Suda; Tsunenobu Kimoto

  IEEE Transactions on Electron Devices, 2013年03月

  
• Etching-limiting process and origin of loading effects in silicon etching with hydrogen chloride gas

  Morioka Naoya; Suda Jun; Kimoto Tsunenobu

  Jpn. J. Appl. Phys., 2013年, 筆頭著者

  
• Bandgap shift by quantum confinement effect in <100> Si-nanowires derived from threshold-voltage shift of fabricated metal-oxide-semiconductor field effect transistors and theoretical calculations

  Yoshioka Hironori; Morioka Naoya; Suda Jun; Kimoto Tsunenobu

  JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 2011年03月

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• Quantum-confinement effect on holes in silicon nanowires: Relationship between wave function and band structure

  Morioka Naoya; Yoshioka Hironori; Suda Jun; Kimoto Tsunenobu

  Journal of Applied Physics, 2011年03月, 筆頭著者

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• Mobility oscillation by one-dimensional quantum confinement in Si-nanowire metal-oxide-semiconductor field effect transistors

  Yoshioka Hironori; Morioka Naoya; Suda Jun; Kimoto Tsunenobu

  JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 2009年08月

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MISC

• 長方形断面Geナノワイヤの正孔移動度の断面形状およびサイズ依存性 (電子ディスプレイ)

  田中 一; 森 誠悟; 森岡 直也; 須田 淳; 木本 恒暢

  電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 2014年12月12日

  
• pチャネルSiナノワイヤMOSFETの移動度の結晶方位および断面形状依存性 (シリコン材料・デバイス)

  藤原 寛朗; 森岡 直也; 田中 一; 須田 淳; 木本 恒暢

  電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 2014年12月12日

  
• 長方形断面Siナノワイヤの伝導帯構造の断面形状およびサイズ依存性

  森 誠語; 森岡 直也; 須田 淳; 木本 恒暢

  電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス, 2011年12月09日

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• MOSFETのしきい値電圧および理論計算から求めた<100>Siナノワイヤのバンドギャップ

  吉岡 裕典; 森岡 直也; 須田 淳; 木本 恒暢

  電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス, 2010年12月10日

  
• 長方形断面Geナノワイヤの電子移動度の断面形状およびサイズ依存性 (シリコン材料・デバイス)

  田中 一; 森 誠悟; 森岡 直也; 須田 淳; 木本 恒暢

  電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 2013年12月13日

  

講演・口頭発表等

• 炭化ケイ素中点欠陥の量子的な光スピン機能とデバイス

  森岡直也

  第3回超高速光エレクトロニクス研究会, 2024年08月22日, 一般社団法人 電子情報通信学会 超高速光エレクトロニクス研究会, 招待有り

  
• Photoelectrical readout of electron and nuclear spins in silicon carbide at ambient conditions

  Naoya Morioka

  Silicon Carbide: Classical and Quantum Technologies (816. WE-Heraeus-Seminar), 2024年07月30日, Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung, 招待有り

  
• Efficient coherent photoelectrical readout of spin in silicon carbide at room temperature

  Naoya Morioka; Tetsuri Nishikawa; Hiroshi Abe; Koichi Murata; Kazuki Okajima; Takeshi Ohshima; Hidekazu Tsuchida; Norikazu Mizuochi

  The 5th Japan-Korea Spintronics Workshop, 2024年05月30日, The Korean Magnetic Society, Spin-research network Japan (Spin-RNJ), Professional group of Spintronics in Japanese Society of Applied Physics (JSAP), 招待有り

  
• SiC中Si空孔スピンの光電流検出におけるイオン化経路の研究

  岡島和希; 森岡直也; 西川哲理; 阿部浩之; 大島武; 水落憲和

  第71回応用物理学会春季学術講演会, 2024年03月24日, 応用物理学会

  
• 半導体SiC中点欠陥スピンの高感度な電気的検出

  森岡直也; 西川哲理; 阿部浩之; 村田晃一; 岡島和希; 大島武; 土田秀一; 水落憲和

  スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク（Spin-RNJ）シンポジウム 2023年度報告会, 2024年03月18日, スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク(Spin-RNJ)

  
• Electrical Spin Detection in Diamond and Silicon Carbide for Quantum Technologies

  Naoya Morioka; Hiroki Morishita; Tetsuri Nishikawa; Norikazu Mizuochi

  Quantum Technology with Defects in Semiconductors (Satellite session of The 13th International Conference on Advanced Materials and Devices), 2023年12月08日, 招待有り

  
• Electrical detection of nuclear spins in silicon carbide using silicon vacancy quantum spins in ambient conditions

  Naoya Morioka; Tetsuri Nishikawa; Hiroshi Abe; Hiroki Morishita; Takeshi Ohshima; Norikazu Mizuochi

  INTERNATIONAL CONFERENCE ON SILICON CARBIDE AND RELATED MATERIAL 2023, 2023年09月20日

  
• 炭化ケイ素中の欠陥電子スピンおよび核スピンの室温での電気的検出

  森岡直也; 西川哲理; 阿部浩之; 森下弘樹; 大島武; 水落憲和

  「スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク（Spin-RNJ）」シンポジウム, 2023年03月21日

  
• 炭化ケイ素中のシリコン空孔量子光源

  森岡 直也

  第70回応用物理学会春季学術講演会 シンポジウム『固体量子ビット・スピン欠陥を用いた量子科学技術研究の最前線』, 2023年03月17日, 招待有り

  
• Room-temperature electrical detection of nuclear spins in silicon carbide

  Naoya Morioka; Tetsuri Nishikawa; Hiroshi Abe; Hiroki Morishita; Takeshi Ohshima; Norikazu Mizuochi

  The 5th International Forum on Quantum Metrology and Sensing, 2022年11月29日

  
• スピン発光欠陥におけるスピン依存項間交差速度の測定手法の提案

  森岡 直也; Di Liu; Öney O. Soykal; Izel Gediz; Charles Babin; Rainer Stöhr; 大島 武; Nguyen Tien Son; Jawad Ul Hassan; Florian Kaiser; Jörg Wrachtrup

  2021年第82回応用物理学会秋季学術講演会, 2021年09月12日

  
• Advanced approach to spin-selective intersystem crossing rates and application to silicon vacancy center in silicon carbide

  N. Morioka; D. Liu; Ö. O. Soykal; I. Gediz; C. Babin; R. Stöhr, T; Ohshima; N. T. Son; J. Ul-Hassan; F. Kaiser; J. Wrachtrup

  Optically Addressable Spin Qubits for Quantum Networks and Quantum Computing (718. WE=Heraeus-Seminar), 2021年08月05日

  
• Two-photon interference of indistinguishable photons from silicon carbide

  N. Morioka; C. Babin; R. Nagy; I. Gediz; E. Hesselmeier; D. Liu; M. Joliffe; M. Niethammer; D. Dasari; V. Vorobyov; R. Kolesov; R. Stöhr; J. Ul-Hassan; N. T. Son; T. Ohshima; P. Udvarhelyi; G; Thiering,A. Gali; J. Wrachtrup; F. Kaiser

  14th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2020/2021, 2021年06月07日

  
• Spin-optical dynamics study and approach to quantum electronics for quantum applications of silicon vacancy in SiC

  N. Morioka; D. Liu; T. Nishikawa; Ö. O. Soykal; H. Morishita; I. Gediz; C. Babin; R. Stöhr; H. Abe; T. Ohshima; N. T. Son; J. Ul-Hassan; F. Kaiser; J. Wrachtrup; N. Mizuochi

  The 20th International Symposium on the Physics of Semiconductors and Appllications, 2022年07月21日, 招待有り

  

書籍等出版物

• Quantum Photonics (Photonic Materials and Applications Series)

  Yasuhiko Arakawa; Dieter Bimberg; L. Pavesi, 分担執筆, Chapter 7

  Elsevier, 2024年07月02日

  京大の蔵書を調べる：

  

受賞

• 2022年12月

  5th International Forum on Quantum Metrology and Sensing (IFQMS), Best Short Presentation Award of SE-03A

  国際学会・会議・シンポジウム等の賞

  Naoya Morioka
• 2011年10月21日

  IEEE Electron Devices Society Kansai Chapter, IEEE Electron Devices Society Kansai Chapter MFSK Kansai Award (Student Award)
• 2011年03月24日

  応用物理学会, 応用物理学会講演奨励賞
• 2015年06月05日

  IEEE Electron Devices Society Kansai Chapter, International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK2015) Best Paper Award

外部資金：科学研究費補助金

• SiCにおける電気的スピン注入に基いた局在スピン制御の開拓

  研究活動スタート支援

  0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野

  京都大学

  森岡 直也

  自 2021年08月30日, 至 2024年03月31日, 交付

  炭化ケイ素;スピントロニクス;シリコン空孔;核スピン;磁気共鳴;SiC;スピン注入;点欠陥スピン;半導体

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20502/
• SiC欠陥スピンの電気的高効率読出の確立に向けたスピン・光・電荷ダイナミクス解明

  基盤研究(B)

  小区分21050:電気電子材料工学関連

  京都大学

  森岡 直也

  自 2022年04月01日, 至 2025年03月31日, 交付

  炭化ケイ素;SiC;点欠陥;スピン;磁気共鳴;光電流;半導体

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01526/
• SiC欠陥スピンの電気的高効率読出の確立に向けたスピン・光・電荷ダイナミクス解明

  基盤研究(B)

  小区分21050:電気電子材料工学関連

  京都大学

  森岡 直也

  自 2022年04月01日, 至 2025年03月31日, 交付

  炭化ケイ素;SiC;点欠陥;スピン;電気的検出磁気共鳴;磁気共鳴;光電流;半導体

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23K22796/
• スピン機能高分子とダイヤモンドの重合による有機量子プラットフォームの創製

  基盤研究(B)

  小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連

  京都大学

  重松 英

  自 2024年04月01日, 至 2027年03月31日, 交付

  量子デバイス;ダイヤモンド;電子スピントロニクス

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24K00945/

教育

担当科目

• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  分子分光学

  H408, 後期, 工学研究科, 1.5

非常勤講師

• 自 2024年04月01日, 至 2025年03月31日

  先端化学実験Ⅰ・Ⅱ（先端化学）

  通年144時間 , 京都大学, 工学部
• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  先端化学実験Ⅰ・Ⅱ（先端化学）

  通年144時間, 京都大学, 工学部
• 自 2022年04月01日, 至 2023年03月31日

  先端化学実験Ⅰ・Ⅱ（先端化学）

  通年144時間, 京都大学, 工学部
• 自 2021年04月01日, 至 2022年03月31日

  先端化学実験Ⅰ・Ⅱ（先端化学）

  通年, 工学部

大学運営

部局運営(役職等)

• 自 2024年04月01日, 至 2025年03月31日

  化学研究所総務・教務委員会委員
• 自 2021年04月01日, 至 2022年03月31日

  化学研究所講演委員会委員

学術・社会貢献

学術貢献活動

• KS.1 固体量子センサ研究会 セッション24a-1BB 座長

  パネル司会・セッションチェア等

  第71回応用物理学会春季学術講演会, 自 2024年03月24日, 至 2024年03月24日

  
• Session 4 Chair

  パネル司会・セッションチェア等

  The 13th International Conference on Advanced Materials and Devices (ICAMD 2023), Satellite Session “Quantum Technology with Defects in Semiconductors (QTDS)”, 自 2023年12月08日, 至 2023年12月08日

  
• Session SE-03A-β1, Co-chair

  パネル司会・セッションチェア等

  The 5th International Forum on Quantum Metrology and Sensing, 自 2022年11月29日, 至 2022年11月29日

  
• Session SE-03A-β2, Chair

  パネル司会・セッションチェア等

  The 5th International Forum on Quantum Metrology and Sensing, 自 2022年11月29日, 至 2022年11月29日