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零场场下的无微波成像磁谱仪:基于纳米金刚石中的氮空位中心

量子物理 2025-10-20 v1

摘要

磁谱仪通常使用金刚石中氮空位(NV)颜色中心,主要依赖微波光谱。然而,微波可能阻碍某些涉及生物系统或薄导电样品的研究。本文展示了一种利用纳米金刚石中NV中心在零磁场下的交叉弛豫特性(在室温下无需施加微波)实现的宽场域、无微波成像磁谱仪。为此目的,我们在扫描背景磁场的条件下测量了140纳米尺寸的纳米金刚石在轻掺杂于导电图案上的零场交叉弛豫的中心位移、对比度和线宽,实现了灵敏度为4.5 μT/Hz\mathrm{\mu T/\sqrt{Hz}}。本工作表明,NV零场特性可用于零场和低场场域的磁场感知,并突显了基于纳米金刚石的无微波全光宽场磁谱仪的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.02199,
  title  = {Microwave-free imaging magnetometry with nitrogen-vacancy centers in nanodiamonds at near-zero field},
  author = {Saravanan Sengottuvel and Omkar Dhungel and Mariusz Mrózek and Arne Wickenbrock and Dmitry Budker and Wojciech Gawlik and Adam M. Wojciechowski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02199},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 5 figures