利用氮空位中心与电子自旋标记探测分子构象转变

我们提出了一种利用两个氮氧自由基电子自旋标记和金刚石中的氮空位(NV)中心探测分子构象变化的方案。更具体地，我们证明了NV可以探测由电子自旋标记间耦合引起的能量偏移。该方案依赖于在一系列确保氮氧自由基共振稳定的参数范围内明智地施加微波和射频脉冲。此外，我们证明了通过使用具有不同氮同位素的氮氧自由基可优化我们的方案。我们利用详细的数值模拟和贝叶斯推断技术证明，我们的方法能够在包括因金刚石表面邻近和氮氧自由基热化机制导致的强NV退相位率在内的现实条件下探测构象变化。最后，我们展示了可以利用随机分子翻滚来提取标记间距离。