用于神经元信号量子显微的金刚石纳米柱阵列
量子物理
2019-01-28 v1 介观与纳米尺度物理
神经元与认知
摘要
现代神经科学目前在以纳米级分辨率对神经元电磁学进行长期、宽场测量方面能力有限。使用氮空位中心 (NV) 的量子显微可以通过纳米级分辨率的电场和磁场传感以及良好的生物相容性，为这一问题提供潜在的解决方案。然而，现有 NV 传感技术的性能尚不足以用于研究小型哺乳动物神经元。在本文中，我们提出了一种解决方案，即在金刚石纳米柱阵列中构建 NV 量子传感器。这些纳米柱通过引导激发/发射光来提高光收集效率，从而提高灵敏度。更重要的是，它们还通过消除屏蔽电荷以及引导神经元向 NV 所在的纳米柱尖端生长，提高了 NV 处的信号大小。在此，我们提供了一项生长研究以展示协调的神经元生长，并首次对纳米级神经元电场和磁场进行了模拟，以评估纳米柱几何结构所提供的增强效果。
引用
@article{arxiv.1901.08743,
title = {Diamond nano-pillar arrays for quantum microscopy of neuronal signals},
author = {Liam Hanlon and Vini Gautam and James D. A. Wood and Prithvi Reddy and Michael S. J. Barson and Marika Niihori and Alexander R. J. Silalahi and Ben Corry and Joerg Wrachtrup and Matthew J. Sellars and Vincent R. Daria and Patrick Maletinsky and Gregory J. Stuart and Marcus W. Doherty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08743},
year = {2019}
}
备注
18 pages including supplementary and references, 12 figures