基于 NV 中心石墨烯的强驱动下 AC 磁感应
量子物理
2025-10-08 v1
摘要
在交交交替驱动场中的磁响应测量为研究磁性和导电材料的特性提供了关键见解，例如二维石墨烯磁性体的相变、磁性纳米粒子在生物环境中的加热效率以及金属在导电环路检测中的完整性。氮空位 (NV) 中心是进行此类研究常用的平台，由于其高的空间分辨率和灵敏度，但通常仅限于弱驱动条件，即交替驱动场远低于 NV 微波 (MW) 脉冲 Rabi 强度。一旦交替驱动场达到或超过 Rabi 强度，诱导的 MW 脉冲色散会抑制 NV 对编码 dissipation 和导电性的材料中外相位磁响应的灵敏度。本文引入一种相位调制协议，以领先阶级取消 MW 脉冲色散，将 NV AC 磁感应扩展到强驱动场 regime。该协议称为 SIPHT (Signal Isolation through PHase Tuning)，已在 NV 群体上进行实验演示。通过直接将 SIPHT 与常规 Hahn 共振 AC 探测协议进行比较，我们量化了 NV 磁感应对外相位信号的对比度保持情况。我们进一步通过检测铜、铝和钛样品产生的涡旋电流磁场来展示 SIPHT 的应用。所测量的响应场相位延迟反映了它们各自的导电性。SIPHT 将 NV AC 磁感应扩展到标准动力学分离测量协议无法到达的 regime，为研究磁性超热和导体的无损测试等应用开辟了新用途。
引用
@article{arxiv.2510.05471,
title = {AC magnetometry in the strong drive regime with NV centers in diamond},
author = {Katrijn Everaert and Saipriya Satyajit and Jiashen Tang and Zechuan Yin and Xiechen Zheng and Jner Tzern Oon and Connor A. Hart and John W. Blanchard and Ronald L. Walsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05471},
year = {2025}
}