标准澳门新葡亰5197com工作原理和技术特点

    根据文献报道,NV色心单自旋体系空间分辨率可达5 nm以下[15],测磁灵敏度最高能达到微信图片_20191128144820.png[16],这使得NV色心体系成为高分辨磁探测的有力候选者。由于金刚石NV色心室温下相干时间可以长达ms量级,可以被定位至小于10 nm的精度,电子自旋对外界磁场非常灵敏,以及NV色心与样品之间距离可以小于5nm等优点,因此,NV色心可以做成一种非常强大的单量子传感器。标准澳门新葡亰5197com  NV色心具有多电子态能级结构[17],处于激发态能级的NV色心有两个竞争的退激发路径:自发辐射跃迁回到基态及系间穿越弛豫到基态。而这两条反应路径的发生概率取决于NV色心基态的自旋状态,因此可以通过收集荧光信号读出自旋态ms = 0的概率,并且通过光共振激发能够对NV色心进行初始化。更为重要的是,当电子自旋处在叠加态时,在外界磁场下的动力学演化会积累相对相位,如此便将收集的荧光信号和磁场大小关联起来。  

   2008年,Lukin研究组和Wrachtrup研究组几乎同时发现了NV色心具有优良的磁场感应能力,提出NV色心体系可用于高分辨率高灵敏度的磁测量[18-19]。2012年,Wrachtrup 等人实验验证了单核自旋探测的原理性[20]。2013年,文献报道了利用金刚石NV色心作为探针对有机样品质子探测,实现了5 nm的微观核磁共振[21]。因此,金刚石NV色心单自旋体系在传感和探测的应用逐渐发展来,作为磁探测史上的新兴技术具有现实可行性,研制相关的谱学仪器迫在眉睫。根据我们对10000余位用户需求进行跟踪发现,实验室用户大多经验不足且缺乏仪器实操培训,经常遇到各类应用与操作、维护类问题,据此仪器信息网自2019年起组织业内专家、资深用户及我网专业编辑,以仪器信息网海量精华内容为基础,以解决用户实际问题为初衷,系统梳理、汇编科学仪器及其应用领域,将最常见的问题、解决方法和行业资深用户处理问题的切身经验整理成册,让用户随时可以根据遇到的问题,及时找到解决问题的思路。 我们将按最热门的仪器类别及应用领域分别制作分册,主要以电子书形式传播,优选用户最为关心的问题及解决方案,并联合各大专业媒体、仪器厂商发行推广,作为《气相色谱百问精编》一书的姊妹篇,命名为“仪器信息网2020版系列《实战宝典》”。目前,国仪量子已掌握基于NV体系的核心技术,并具备成熟的制造工艺,成功研制了量子钻石单自旋谱仪,谱仪实物图外貌如图3所示。该谱仪通过控制光、电、磁等基本物理量,利用ODMR技术实现对钻石中氮—空位(NV色心)发光缺陷的自旋进行量子操控与读出,与传统顺磁共振、核磁共振相比,谱仪具有以下特点:   1. 初态是量子纯态,易于初始化、操控和读出;NV色心的基电子自旋态可以通过光跃迁进行量子态的初始化和读出,利用微波进行量子态的操控。标准澳门新葡亰5197com  2. 自旋量子相干时间长,长相干时间能够保证较长的相干操控及光信号积累。   3. 超高灵敏度与超高分辨率;由于NV色心的光学性质及其电子波函数特性,制备的单量子干涉仪测量磁场灵敏度可达10-9 T量级,NV色心系综甚至达到了10-13 T量级,其磁场测量空间分辨率可达到亚纳米。   4. 可以在室温大气条件下运行,对于生物样品有良好的兼容性。   5. 具备高保真度量子自旋态调控技术,通过自主研发的50 ps时间精度脉冲发生器以及宽带高功率微波调制器件,能够实现对自旋低噪声、高效、快速的量子相干操控。图4为装置拓扑图,谱仪配套了高智能化控制与信号采集软件,能够实现自动光路调节、自动磁场调节以及长时间的无人值守自动测样实验。

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