使用单自旋量子磁力计的扫描梯度测量

在此，我们展示了一种显著增强此类静态场测量灵敏度的梯度测量技术，为弱磁性系统成像带来了新机遇。我们的方法依赖于扫描金刚石探针尖端单个氮空位中心的机械振荡，该振荡将局部空间梯度上转换为交流磁场，从而能够使用灵敏的交流量子协议。我们表明，与静态场成像相比，梯度测量具有明显优势： 灵敏度提高一个数量级， 更局部化和更清晰的图像， 对场漂移的强烈抑制。我们通过对反铁磁体中形貌缺陷和原子台阶上方出现的纳特斯拉级磁场、石墨烯器件中的直流电流以及顺磁和抗磁金属进行成像，展示了梯度测量的能力。