基于三维旋转诱导贝利相位的超灵敏磁传感器
量子物理
2025-07-01 v1
摘要
高灵敏磁力计在包括基本物理学、生物医学成像和导航在内的多个领域发挥着关键作用。含有氮空位（NV）中心的悬浮 diamond 因其高机械品质（Q）因数和长程自旋相干时间而具有巨大的磁场感知潜力。然而，先前的研究主要聚焦于基于电子自旋的交变电流（AC）磁场测量。在本文中，我们提出了一种基于三维旋转产生的贝利相位的直流（DC）磁场测量新方法。我们分析了在约为 MHz 频率的悬浮三维旋转 diamond 中 14N 核自旋的绝热演化。我们的发现表明，贝利相位对外部参数在旋转诱导核自旋共振附近的灵敏度很高。运用这一机制，我们在理论上演示，在当前实验条件下，14N 核自旋的静态磁场灵敏度可达 10^(-7) T/Hz^(1/2)/N^(1/2)。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.23521,
title = {Ultra-sensitive magnetic sensor based on 3-dimensional rotation induced Berry phase},
author = {Huaijin Zhang and Zhang-Qi Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.23521},
year = {2025}
}