基于爆轰纳米金刚石中硅空位中心的全光纳米测温

金刚石中的硅空位（SiV）中心是全光纳米高灵敏度测温的有力候选者，因为其具有足够灵敏度以达到生物系统应用所需的亚开尔文精度。预计可将含 SiV 中心的纳米金刚石注入细胞，以测量细胞器等的生物系统纳米尺度局域温度。然而，利用 SiV 中心演示测温所使用的最小颗粒尺寸为数百纳米。我们最近通过爆轰工艺开发了适于大规模生产的含 SiV 中心纳米金刚石。本文中，我们研究了含 SiV 中心的爆轰纳米金刚石（SiV-DNDs）对温度的光谱响应。我们使用了空气氧化和多甘油包覆、平均粒径约 20 nm 的 SiV-DNDs，这是利用纳米金刚石色心演示测温所使用的最小尺寸。我们发现 SiV-DND 的零声子线在 22.0 至 40.5 $^\circ C$ 范围内随温度升高呈线性红移。对温度的峰值灵敏度为 0.011 $\pm$ 0.002 nm/K，与块体金刚石中 SiV 中心已报道的高灵敏度一致。温度灵敏度分析表明，SiV-DND 测温可实现亚开尔文精度。全光 SiV-DND 测温对于研究活细胞中细胞器等纳米系统具有重要意义。