基于金刚石量子传感的纳米磁成像及凝聚态物理应用

摘要：

作为凝聚态物理的重要方向,磁性的研究不仅是发展自旋电子学器件的基础,也是突破已有材料和器件功能壁垒的关键之一.磁性材料的纳米分辨率成像对认识和理解物质微观性质至关重要.金刚石中的氮—空位(NV)色心是一种对磁信号敏感的原子缺陷,经过十余年的深入研究,其已经发展为兼具高灵敏度和高空间分辨率的磁量子传感器,能够以纳米分辨率对单层磁性材料进行成像.它作为一种广谱(DC-GHz)、高灵敏度(nT/Hz1/2)、高空间分辨率(～10 nm,理论极限～1 nm)的磁成像技术,可以对包括二维磁性材料、电流分布、电导率分布乃至单个电子自旋,少数个核自旋进行纳米磁成像.文章从NV色心微观结构和性质出发,介绍其作为量子传感进行磁信号探测和成像的原理;进一步从技术层面介绍谱仪的构成和探针制备;最后选取有代表性的工作,简要介绍NV扫描显微镜在各方面的应用.

关键词：量子传感、氮—空位色心、金刚石、纳米磁成像

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在线出版日期：2020-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：359-372