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我科学家首次实现高灵敏的金刚石量子传感器

发布人: 澳门永利集团888贵宾厅网址 来源: 澳门永利集团888贵宾厅官网 发布时间: 2020-07-21 11:55

  科技日报合肥7月5日电 记者从中国科大获悉,该校杜江峰院士等提出并通过实验实现了一种以金刚石氮-空位(NV)色心单自旋为量子传感器(简称“金刚石量子传感器”)的电探测方法,并首次实现了金刚石近表面电噪声信息的提取,为金刚石量子传感器在电探测方向的应用提供新的途径。研究日前以“编辑推荐”形式发表在的《物理评论快报》上。

  对电、磁等基本物理量高分辨率高灵敏度的探测在物理、材料、生命科学等领域均有重要应用。金刚石中的NV色心以其室温大气下优越的相干性质而成为高灵敏的磁量子传感器。NV色心作为量子传感器,最终实用化的目标是将其应用于金刚石体外信号表征,但是金刚石近表面磁噪声复杂,NV色心易受到磁信号干扰。

  为此,科研人员提出了一种能磁信号和噪声同时对电场的方法。他们设计了一种连续动力学解耦序列,形成特定的缀饰态空间,有效地了NV色心对的响应,同时保留对电场的线性响应,从而构建了一个更加有效的电信号量子传感器。利用这种新的电探测方法,研究发现除了金刚石上表面的电噪声,距离金刚石表面约10纳米深的内部的电噪声也不可忽略。通过建立模型与定量的实验研究这两处电噪声,发现它们之间存在显著的相关性。新方法对磁噪声呈现出高度的作用,因此可以被用于金刚石近表面纯电噪声信息的提取,还有助于更准确地分析表面噪声的性质和来源,从而进行针对性的消除。

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