微米尺度 NMR 信号在 NV 金刚石芯片上对几何的依赖性
量子物理
2021-11-19 v1
摘要
小体积核磁共振波谱（NMR）近年来因使用氮空位（NV）中心的量子传感领域的快速发展而取得了显著进展。金刚石晶格中这些光学活跃的缺陷已被用于以高谱分辨率探测皮升级的空前小体积。然而，NMR 信号大小强烈依赖于金刚石传感器与样品的几何形状。利用对样品自旋磁偶极矩的蒙特卡洛积分，我们分析了沿 NV 中心取向对不同几何下的磁场投影。我们表明 NMR 信号强烈依赖于 NV 中心相对于金刚石表面的取向。当前使用的平面金刚石传感器的信号随样品体积收敛，而更优的几何形状导致对数发散的信号。最后，我们模拟了球形、柱形和近二维样品体积的预期信号，涵盖了 NV-NMR 中如单细胞生物学或基于 NV 的超极化等相关应用的有趣几何。结果为微观物体的 NV-NMR 波谱提供了指导。
引用
@article{arxiv.2111.09201,
title = {Geometry dependence of micron-scale NMR signals on NV-diamond chips},
author = {Fleming Bruckmaier and Karl Briegel and Dominik B. Bucher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.09201},
year = {2021}
}
备注
22 pages, 6 figures, to be published in 'Journal of Magnetic Resonance Open'