具有宽视场的定量纳米级 MRI

磁共振是横跨生命、材料与基础科学的关键非侵入式传感与成像技术，并具有进一步的医学与商业应用。利用顺磁性色心的最新进展使磁共振达到纳米尺度，对单分子的灵敏度已可望实现。系综传感与平面宽场成像提高了灵敏度与采集速度，但可能受限于不均匀的自旋控制场（例如由集成器件中的微结构产生）以及有限的空间分辨率。本文展示了在此类不利条件下利用金刚石氮-空位中心进行复用的核磁共振成像。我们对厚度低至 $1.2\,\mathrm{nm}$ 的氟化钙薄膜进行成像，空间分辨率为 $250\,\mathrm{nm}$。这对应于系综中给定 NV 的传感半径内约 140 个核自旋的净磁矩。