基于金刚石氮空位中心的高速微电路与合成生物信号宽场成像
量子物理
2022-08-31 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
生物物理
光学
摘要
以高空间与时间分辨率测量电流 passage 的能力，对于从微观电子电路检测到生物传感等一系列应用至关重要。同时能够被动且远程地对这类信号成像具有重要价值，可在不侵入性干扰被测系统或信号本身的情况下进行测量。实现这一目标的新方法利用固态材料中的点缺陷，尤其是金刚石中的氮空位（NV）中心。作为高密度独立传感器阵列，其可通过光电子方式寻址，并对温度与磁场等因素高度敏感，因而极适于微观宽场成像。本工作中，我们展示了对此类来自微米尺度光刻图案化电路的信号的成像。使用一种新型锁相放大器相机，我们展示了亚毫秒（高达 3500 帧每秒）空间分辨的 AC 与脉冲电流信号恢复，且无混叠或欠采样。最后，作为原理验证，我们展示了对复制生物神经网络（小鼠海马体）中信号确切形式的合成信号的恢复。
引用
@article{arxiv.2107.14156,
title = {High speed microcircuit and synthetic biosignal widefield imaging using nitrogen vacancies in diamond},
author = {James L. Webb and Luca Troise and Nikolaj W. Hansen and Louise F. Frellsen and Christian Osterkamp and Fedor Jelezko and Steffen Jankuhn and Jan Meijer and Kirstine Berg-Sørensen and Jean-François Perrier and Alexander Huck and Ulrik Lund Andersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.14156},
year = {2022}
}