单自旋氮空位磁力计：提升静态场灵敏度
量子物理
2025-10-07 v1
摘要
精准感知和成像微弱静态磁场对各种新兴纳米级应用至关重要。尽管氮空位（NV）中心在金刚石中提供了卓越的交流磁场灵敏度和纳米尺度空间分辨率，但其对静态（直流）磁场的灵敏度受限于由于自旋-自旋相互作用导致的短脱相位时间（T2*）。本文提出一种新型混合感知方法，将软磁铁磁线屏蔽与单个近表面 NV 中心集成，以放大其对外部静态磁场的响应。该混合配置实现了单 NV 中心的 63 nT/Hz 直流磁场灵敏度——约为传统非均匀展宽或 T2*-限制下的磁力计的 500 倍，潜在可进一步提升。这种紧凑且高度灵敏的传感器为涉及静态或缓变磁场检测的量子感知应用开辟了新机遇，适用于多样化的科学和技术领域。
引用
@article{arxiv.2510.03462,
title = {Single-Spin Nitrogen-Vacancy Magnetometer with Enhanced Static Field Sensitivity},
author = {Vinaya K. Kavatamane and Dewen Duan and Hadi Zadeh-Haghighi and Manh-Huong Phan and Gopalakrishnan Balasubramanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03462},
year = {2025}
}