通过金刚石中氮-空位色心集合的红外吸收探测实现宽带磁力测量

我们展示了通过探测金刚石中高密度氮-空位（NV）色心集合的自旋态（利用1042 nm的光学吸收）来实现磁力测量。采用这种技术，测量对比度和收集效率可接近1，从而相比更常用的收集红色荧光的方法，提高了磁灵敏度。在75 K下，使用有效体积为$50 \times 50 \times 300$微米$^3$的传感器，我们预计在1秒采集时间内，光子散粒噪声限制的灵敏度为5 pT，带宽从直流到几兆赫兹。在梯度计配置下运行，在1秒采集时间内，约110 Hz处的本底噪声为7 nTrms。