钻石传感器测量纳米级磁性

物联网与传感器 时间:2025-12-01来源:

普林斯顿的研究人员开发了一种基于钻石的量子传感器,可以测量纳米尺度的磁现象。

据该大学介绍,“该技术揭示了现有仪器无法触及的波动,并为石墨烯和超导体等材料提供了关键见解。”“基于钻石的探测方法已经开发了五年。但团队报告称灵敏度大约是之前技术的40倍。”

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这些是“氮空中心”传感器,可以探测钻石晶体中十亿个碳原子中的一个氮原子,以检测局部条件。

普林斯顿说:“因为这些缺陷与磁场相互作用强烈,且可以被精心设计,因此成为极佳的磁传感器。”

一对紧密分布的氮原子(植入钻石表面下约20纳米,相距约10纳米)可以提取更多关于局部环境的信息,但前提是能收集到足够的数据,以便通过数字处理消除歧义。

这一新想法由研究员贾里德·罗夫尼在新冠疫情期间的强制隔离时期提出,认为将两个氮原子中心纠缠起来,可以直接读出所需的量——局部磁场相关性——而无需从两个无关中心的单独测量中重建相关性。

“我意识到,如果你把它们缠绕起来,关联的有无会在系统上留下指纹,”罗夫尼说。


关键词: 金刚石量子传感器 纳米级磁学测量 氮空位中心 量子纠缠

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