利用二维量子传感器探测高压下的应力与磁性

压力作为一个基本调节参数，能够极大地改变物质的所有性质。金刚石对顶砧（DACs）的出现为在实验室环境中产生极端压力条件提供了一个紧凑的台式平台。然而，这些环境内有限的空间尺寸和超高压给常规光谱技术带来了重大挑战。在本工作中，我们将二维（2D）材料薄层内的光学自旋缺陷直接集成到高压腔中，实现了一个可用于绘制高达 4~GPa 局部应力和磁场环境的原位量子传感平台。与嵌入金刚石对顶砧中的氮空位（NV）中心相比，我们的二维传感器对局部应力的响应强约三倍，并且在异构器件中与目标样品具有纳米尺度的接近性。我们通过同时对高压腔内的应力梯度和室温下自插层范德华铁磁体 Cr$_{1+\delta}$Te$_2$ 中的压力驱动磁性相变进行成像，展示了我们方法的通用性。我们的工作展示了一种用于高压实验的集成量子传感器件，为探测压力诱导现象（如超导性、磁性和机械形变）提供了潜在应用。