利用纳米级量子传感器进行宽场磁场与温度成像
应用物理
2019-03-15 v1
摘要
磁场与温度（MT）的同步成像在一系列应用中十分重要，包括载流子输运研究、固态材料动力学以及半导体器件表征。现有可分别测量温度（如红外（IR）显微镜、微拉曼光谱和热反射显微镜）与磁场（如扫描探针磁力显微镜和超导量子干涉器件）的技术。然而，这些技术无法同时测量磁场与温度。在此，我们利用保形涂覆纳米金刚石中氮空位（NV）自旋卓越的温度与磁场灵敏度，实现同步的宽场 MT 成像。我们的“量子保形附着热磁”（Q-CAT）成像可实现：（i）宽场、高帧率成像（100 - 1000 Hz）；（ii）高灵敏度；（iii）与标准显微镜兼容。我们将该技术应用于研究工业上重要的多指氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）表征问题。我们在空间和时间上分辨了电流分布及由此产生的温升，从微观层面阐明了器件的功能行为。Q-CAT 成像的普遍适用性可作为理解材料科学、器件物理及相关领域中复杂 MT 现象的重要工具。
引用
@article{arxiv.1903.05717,
title = {Wide-field Magnetic Field and Temperature Imaging using Nanoscale Quantum Sensors},
author = {Christopher Foy and Lenan Zhang and Matthew E. Trusheim and Kevin R. Bagnall and Michael Walsh and Evelyn N. Wang and Dirk R. Englund},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05717},
year = {2019}
}