利用纳米金刚石中的氮空位中心同时确定局部磁场和传感器方向
量子物理
2025-07-09 v1 生物物理
摘要
氮空位(NV)中心在纳米金刚石中已成为生物医学成像应用中值得期待的量子感测平台，但单个颗粒的随机方向在大规模传感器校准中 presents significant 挑战。在本研究中，我们演示了一种新方法，用于同时确定每个颗粒的晶体轴向和周围的局部矢量磁场。具体而言，需要至少四个不同的偏置磁场才能从无歧义地提取方向和局部场。我们使用 NV 中心在两种情景下进行实验验证：(1) 在 bulk 金刚石中已知晶体方向作为概念验证；(2) 在各种单个纳米金刚石上以模拟真实应用。我们的工作代表了释放纳米金刚石潜力的关键一步，用于先进应用，如原位生物医学成像和复杂环境中的纳米尺度感测。
引用
@article{arxiv.2507.05366,
title = {Simultaneous Determination of Local Magnetic Fields and Sensor Orientation with Nitrogen-Vacancy Centers in Nanodiamond},
author = {Yizhou Wang and Haochen Shen and Zhongyuan Liu and Yue Yu and Shengwang Du and Chong Zu and Chuanwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05366},
year = {2025}
}
备注
Main text with 8 pages and 4 figures. Supplementary consists of 9 pages and 4 figures