环境条件下磁临界性增强的混合纳米金刚石温度计
量子物理
2018-03-21 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心因其在环境条件下的优异相干性而作为量子传感器极具吸引力。然而，NV中心自旋共振对一些重要参数如温度相对不敏感。在此我们设计并通过实验演示了一种由NV中心和磁性纳米颗粒（MNP）组成的混合纳米温度计，其中温度敏感性通过MNP在铁磁-顺磁转变温度附近的临界磁化而增强。NV中心自旋共振的温度磁化率达到了14 MHz/K，比无MNP时的值提高了两个数量级。由Cu_{1-x}Ni_{x} MNP和纳米金刚石组成的混合纳米温度计的灵敏度在环境条件下测得为11 mK/Hz^{1/2}。凭借如此高的灵敏度，我们监测了具有60毫秒时间分辨率的0.3度纳米尺度温度变化。这种混合纳米温度计为研究纳米尺度广泛热过程如纳米等离子体、亚细胞热刺激过程、纳米结构热力学以及纳米颗粒的热剩磁提供了新方法。
引用
@article{arxiv.1707.02885,
title = {Magnetic criticality-enhanced hybrid nanodiamond-thermometer under ambient conditions},
author = {Ning Wang and Gang-Qin Liu and Weng-Hang Leong and Hua-Ling Zeng and Xi Feng and Si-Hong Li and Florian Dolde and Helmut Fedder and Jörg Wrachtrup and Xiao-Dong Cui and Sen Yang and Quan Li and Ren-Bao Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.02885},
year = {2018}
}
备注
21 pages, 6 figures