利用邻近氮空位中心探测随机热运动中的单核自旋
量子物理
2016-03-10 v2
摘要
金刚石中的氮空位（NV）中心已成为感测和极化自旋的重要工具。受其在化学、生物和医学中潜在应用的驱动，我们展示了基于NV的传感器能够探测单自旋目标，即使目标在环境热环境中经历扩散运动。聚焦于实验相关的扩散机制，我们推导了NV-目标相互作用的有效模型，其中模型参数由目标运动的数值模拟获得。我们通过分析两个现实实验场景证明了该方法的实用性：（i）对固定在金刚石表面的N-杂环卡宾-钌（NHC-Ru）催化剂所束缚的氟核自旋进行时间分辨探测，以及（ii）由纳米金刚石中的NV中心探测电子自旋标记，二者均附着于热运动中振动的趋化因子受体。我们特别发现，氟目标从NHC-Ru载体分子上的脱离可以以几秒的时间分辨率进行监测。
引用
@article{arxiv.1508.00905,
title = {Sensing of single nuclear spins in random thermal motion with proximate nitrogen-vacancy centers},
author = {M. Bruderer and P. Fernández-Acebal and R. Aurich and M. B. Plenio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.00905},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 8 figures, supplemental material