基于纳米金刚石的光纤量子探针用于磁场与生物传感
光学
2022-02-28 v2 量子物理
摘要
凭借独特的电子自旋特性，金刚石中的氮空位（NV）中心已成为用于各种物理参数与生物物种的强大量子传感器。本工作中，研制了一种微型光纤量子探针，其通过将纳米金刚石 NV 中心化学修饰于锥形光纤尖端表面构成。基于连续波光探测磁共振方法与锁相放大技术，发现该探针的传感性能可通过改变化学修饰过程中纳米金刚石的分散浓度与修饰时长来调控。结合一对磁通集中器，探针的磁场检测灵敏度显著提升至 0.57 nT/Hz^{1/2} @ 1Hz，创下基于纳米金刚石 NV 的光纤磁强计新纪录。以 Gd3+ 为例，该探针在顺磁性物种检测方面的能力也经实验演示。我们的工作为开发具有高集成度、微型化、多功能和高灵敏度等特征的 NV 中心量子探针提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2202.11859,
title = {Nanodiamonds based optical-fiber quantum probe for magnetic field and biological sensing},
author = {Yaofei Chen and Qianyu Lin and Hongda Cheng and Yingying Ye and Gui-Shi Liu and Lei Chen and Yunhan Luo and Zhe Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11859},
year = {2022}
}