用于纳米级NMR与ESR谱学的量子金刚石谱仪
应用物理
2019-09-13 v1
摘要
金刚石中的氮空位(NV)量子缺陷是对磁场敏感的探测器。由于其原子尺寸和光学读出能力，它们已被用于金刚石表面纳米级样品的磁共振谱学。在此我们提出一种制备NV金刚石芯片以及构建和操作简易、低成本的量子金刚石谱仪以在纳米级体积内执行核磁共振(NMR)与电子自旋共振(ESR)谱学的方案。该仪器基于商用金刚石芯片，其上具有离子注入、位于金刚石表面下约10 nm深度的NV系综。该谱仪在低磁场（约300 G）下工作，并需要标准光学与微波组件用于NV自旋的制备、操控和读出。我们展示了该器件在纳米级质子与氟NMR谱学，以及通过ESR噪声谱学检测过渡金属方面的效用。我们估计，根据设备、金刚石衬底可用性与用户经验，完整方案的实施需要2-3个月。
引用
@article{arxiv.1905.11099,
title = {Quantum diamond spectrometer for nanoscale NMR and ESR spectroscopy},
author = {Dominik B. Bucher and Diana P. L. Aude Craik and Mikael P. Backlund and Matthew J. Turner and Oren Ben-Dor and David R. Glenn and Ronald L. Walsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11099},
year = {2019}
}