多种核素的纳米尺度 NMR 波谱与成像
量子物理
2015-06-22 v1 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
核磁共振 (NMR) 和磁共振成像 (MRI) 是成熟的技术，可为多种学科提供宝贵信息，但目前仅限于宏观样品体积。在此，我们展示了在环境条件下对含多种核素的样品进行纳米尺度 NMR 波谱和成像，使用金刚石中的氮 - 空位 (NV) 色心作为传感器。利用金刚石芯片中的单个浅层 NV 色心并将样品置于金刚石表面，我们对含有 H 和 F 核的几纳米大小样品进行了 NMR 波谱和一维 MRI。或者，我们利用靠近金刚石芯片表面的高密度 NV 层，展示了对含有 H、F 和 P 核的纳米尺度样品的宽场光学 NMR 波谱，以及具有亚微米分辨率的多物种二维光学 MRI。对于所有暴露于空气中的金刚石样品，我们识别出一种普遍存在的 H NMR 信号，这与金刚石表面及置于其上的任何样品下方存在一层约 nm 厚的吸附烃或水层一致。这项工作为纳米尺度 NMR 和 MRI 应用奠定了基础，例如单蛋白研究、具有亚细胞分辨率的功能生物成像，以及具有亚纳米分辨率的薄膜表征。
引用
@article{arxiv.1406.3365,
title = {Nanoscale NMR Spectroscopy and Imaging of Multiple Nuclear Species},
author = {Stephen J. DeVience and Linh M. Pham and Igor Lovchinsky and Alexander O. Sushkov and Nir Bar-Gill and Chinmay Belthangady and Francesco Casola and Madeleine Corbett and Huiliang Zhang and Mikhail Lukin and Hongkun Park and Amir Yacoby and Ronald L. Walsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.3365},
year = {2015}
}