基于双量子4-Ramsey协议的NV金刚石磁显微术
量子物理
2021-04-28 v2 介观与纳米尺度物理
应用物理
仪器与探测器
摘要
我们引入一种双量子（DQ）4-Ramsey测量协议，可利用金刚石中的氮空位（NV）中心实现宽场磁成像，相较于传统单量子（SQ）技术具有增强的磁灵敏度均匀性。DQ 4-Ramsey协议在四次连续Ramsey（4-Ramsey）测量中采用微波相位交替，以将所需DQ磁信号与微波脉冲误差引起的任何残余SQ信号隔离。在采用宏观金刚石芯片中1 μm厚NV层的演示实验中，DQ 4-Ramsey协议在125 μm × 125 μm视场内提供体积归一化直流磁灵敏度η^V=34 nTHz^{-1/2} μm^{3/2}，且视场内灵敏度的空间变化约为SQ测量的1/5。DQ 4-Ramsey协议改进的鲁棒性与磁灵敏度均匀性使其能够成像动态、宽带磁源，如集成电路与电活性细胞。
引用
@article{arxiv.2009.02371,
title = {NV-Diamond Magnetic Microscopy using a Double Quantum 4-Ramsey Protocol},
author = {Connor A. Hart and Jennifer M. Schloss and Matthew J. Turner and Patrick J. Scheidegger and Erik Bauch and Ronald L. Walsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.02371},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 10 figures