基于纳米金刚石中 NV 中心的全光学低温测温
介观与纳米尺度物理
2019-07-31 v1 材料科学
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心已被公认为高灵敏度纳米级计量平台。测温近期成为焦点，但关注大多局限于室温应用。然而，低温下的温度传感仍具挑战性，因为许多常用技术依赖于 NV 中心自旋共振的温度相关频移及其微波调控，其灵敏度随温度降低而下降。本文采用一种无需微波的替代方法——比率式全光学测温，并证明该方法可应用于液氮温度而不降低灵敏度。将嵌入便携式聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄片中的纳米金刚石阵列用作通用温度传感平台，可在无需微波所需构型限制的情况下探测多种体系。利用该器件，我们观测到在电阻加热器局域加热下铁磁绝缘体衬底（YIG）上数十微米范围内的温度梯度。该测温技术提供了一种与低温兼容、无微波、微创的方法，能够以对衬底材料极少限制的方式探测局域温度。
引用
@article{arxiv.1903.01605,
title = {All-optical cryogenic thermometry based on NV centers in nanodiamonds},
author = {M. Fukami and C. G. Yale and P. Andrich and X. Liu and F. J. Heremans and P. F. Nealey and D. D. Awschalom},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.01605},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 4 figures, and supplemental section