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Reconstruction of vector static magnetic field by different axial NV centers using continuous wave optically detected magnetic resonance in diamond
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作者 Jian-Feng Ye Zheng Jiao +3 位作者 Kun Ma Zhi-Yong Huang Hai-Jiang Lv Feng-Jian Jiang 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期337-341,共5页
We carried out a proof-of-principle demonstration of the reconstruction of a static vector magnetic field involving adjacent three nitrogen-vacancy(NV) sensors with corresponding different NV symmetry axes in a bulk d... We carried out a proof-of-principle demonstration of the reconstruction of a static vector magnetic field involving adjacent three nitrogen-vacancy(NV) sensors with corresponding different NV symmetry axes in a bulk diamond. By means of optical detection of the magnetic resonance(ODMR) techniques, our experiment employs the continuous wave(CW) to monitor resonance frequencies and it extracts the information of the detected field strength and polar angles with respect to each NV frame of reference. Finally, the detected magnetic field relative to a fixed laboratory reference frame was reconstructed from the information acquired by the multi-NV sensor. 展开更多
关键词 DIAMOND defect optical detection magnetic resonance MAGNETOMETER
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Experimental investigation of vector static magnetic field detection using an NV center with a single first-shell ^(13)C nuclear spin in diamond 被引量:1
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作者 Feng-Jian Jiang Jian-Feng Ye +4 位作者 Zheng Jiao Jun Jiang Kun Ma Xin-Hu Yan Hai-Jiang Lv 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第5期481-486,共6页
We perform a proof-of-principle experiment that uses a single negatively charged nitrogen–vacancy(NV) color center with a nearest neighbor ^13C nuclear spin in diamond to detect the strength and direction(includin... We perform a proof-of-principle experiment that uses a single negatively charged nitrogen–vacancy(NV) color center with a nearest neighbor ^13C nuclear spin in diamond to detect the strength and direction(including both polar and azimuth angles) of a static vector magnetic field by optical detection magnetic resonance(ODMR) technique. With the known hyperfine coupling tensor between an NV center and a nearest neighbor ^13C nuclear spin, we show that the information of static vector magnetic field could be extracted by observing the pulsed continuous wave(CW) spectrum. 展开更多
关键词 color centers optical detection magnetic resonance odmr MAGNETOMETER
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Vector magnetometry in zero bias magnetic field using nitrogen-vacancy ensembles
3
作者 Chunxing Li Fa-Zhan Shi +1 位作者 Jingwei Zhou Peng-Fei Wang 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第10期21-29,共9页
The application of the vector magnetometry based on nitrogen-vacancy(NV)ensembles has been widely investigatedin multiple areas.It has the superiority of high sensitivity and high stability in ambient conditions with ... The application of the vector magnetometry based on nitrogen-vacancy(NV)ensembles has been widely investigatedin multiple areas.It has the superiority of high sensitivity and high stability in ambient conditions with microscale spatialresolution.However,a bias magnetic field is necessary to fully separate the resonance lines of optically detected magneticresonance(ODMR)spectrum of NV ensembles.This brings disturbances in samples being detected and limits the rangeof application.Here,we demonstrate a method of vector magnetometry in zero bias magnetic field using NV ensembles.By utilizing the anisotropy property of fluorescence excited from NV centers,we analyzed the ODMR spectrum of NVensembles under various polarized angles of excitation laser in zero bias magnetic field with a quantitative numerical modeland reconstructed the magnetic field vector.The minimum magnetic field modulus that can be resolved accurately is downto~0.64 G theoretically depending on the ODMR spectral line width(1.8 MHz),and~2 G experimentally due to noisesin fluorescence signals and errors in calibration.By using 13C purified and low nitrogen concentration diamond combinedwith improving calibration of unknown parameters,the ODMR spectral line width can be further decreased below 0.5 MHz,corresponding to~0.18 G minimum resolvable magnetic field modulus. 展开更多
关键词 vector magnetometry NV ensembles optically detected magnetic resonance(odmr) zero bias magnetic field
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基于 NV 色心的弱磁场扫描成像实验
4
作者 袁竟程 王涛 +2 位作者 张军伟 刘心宇 杜关祥 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第2期174-176,33,共4页
为适应当下芯片复杂度、集成度提升的发展趋势,亟需一种高分辨精密磁场成像系统。基于NV色心实现的新式磁场扫描系统可在室温下完成高分辨率、高灵敏度的弱磁场扫描成像,且测量过程不产生电磁干扰,填补了传统磁场测量技术的空白。设计... 为适应当下芯片复杂度、集成度提升的发展趋势,亟需一种高分辨精密磁场成像系统。基于NV色心实现的新式磁场扫描系统可在室温下完成高分辨率、高灵敏度的弱磁场扫描成像,且测量过程不产生电磁干扰,填补了传统磁场测量技术的空白。设计了两个基于NV色心的弱磁场扫描实验,以期为NV色心磁场扫描成像装置的研发提供参考。 展开更多
关键词 NV色心 磁成像 脉冲光探测磁共振 拉比振荡
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应用于NV系综量子实验调控的数字锁相放大器设计与实现
5
作者 邓宇轩 徐南阳 +1 位作者 陈宝 周明媞 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期44-49,共6页
文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmab... 文章设计一种应用于金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)系综量子实验的数字锁相放大器。为实现高速模拟与数字信号的采样、输出以及软硬件协同与同步处理能力,设计采用ZYNQ-7010芯片作为核心器件,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与精简指令集计算机(reduced instruction set computer,RISC)微处理器(advanced RISC machines,ARM)内核的基本架构,同时搭载双路高采样率的模数转换器(analog to digital converter,ADC)和数模转换器(digital to analog converter,DAC)。整套系统可以同时进行多路锁相放大处理,输入模拟噪声低至1 nV/Hz 1/2,采样率高达125 MS/s,数据传输带宽可达800 Mib/s,具有集成化程度高、易操控、锁相准确性较高等特点。该设计成功应用在NV系综实验平台上,光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)实验及后续计算结果表明,使用文中锁相放大器的磁强计灵敏度可以达到1.23 nT/Hz 1/2。 展开更多
关键词 现场可编辑门阵列(FPGA) 精简指令集计算机微处理器(ARM) 模数转换器(ADC) 锁相放大器 光探测磁共振(odmr)
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Estimation of vector static magnetic field by a nitrogen-vacancy center with a single first-shell ^(13)C nuclear(NV–^(13)C)spin in diamond
6
作者 Feng-Jian Jiang Jian-Feng Ye +2 位作者 Zheng Jiao Zhi-Yong Huang Hai-Jiang Lv 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第5期474-480,共7页
We suggest an experimental scheme that a single nitrogen-vacancy(NV) center coupled to a nearest neighbor ^13C nucleus as a sensor in diamond can be used to detect a static vector magnetic field. By means of optical... We suggest an experimental scheme that a single nitrogen-vacancy(NV) center coupled to a nearest neighbor ^13C nucleus as a sensor in diamond can be used to detect a static vector magnetic field. By means of optical detection magnetic resonance(ODMR) technique, both the strength and the direction of the vector field could be determined by relevant resonance frequencies of continuous wave(CW) and Ramsey spectrums. In addition, we give a method that determines the unique one of eight possible hyperfine tensors for an(NV–^13C) system. Finally, we propose an unambiguous method to exclude the symmetrical solution from eight possible vector fields, which correspond to nearly identical resonance frequencies due to their mirror symmetry about ^14N–Vacancy–^13 C(^14N–V–^13C) plane. 展开更多
关键词 color centers optical detection magnetic resonance odmr MAGNETOMETER
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基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统设计
7
作者 肖亮 袁家辉 邢藏菊 《现代电子技术》 北大核心 2024年第6期85-90,共6页
磁共振成像(MRI)是一种无创检测人体内部结构的技术,随着接收通道数量增多,产生的采集数据量越来越大,给快速成像带来了巨大的挑战。文中设计一种基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统。系统功能主要由FPGA实现,分为数据缓存... 磁共振成像(MRI)是一种无创检测人体内部结构的技术,随着接收通道数量增多,产生的采集数据量越来越大,给快速成像带来了巨大的挑战。文中设计一种基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统。系统功能主要由FPGA实现,分为数据缓存模块和数据传输模块两类,数据缓存模块基于双缓存区和状态机控制的乒乓操作,有效地解决了因数据量大而带来的读写冲突问题;数据传输模块基于FPGA建立SerialLite Ⅱ数据传输链路,实现了采集数据的光纤传输。通过仿真和实验验证了系统功能的正确性,表明其能够实现磁共振采集数据的高速稳定传输。 展开更多
关键词 磁共振成像 SerialLiteⅡ协议 数据传输 无创检测 FPGA 数据缓存 光纤传输
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局限性硬皮病诊断技术研究进展 被引量:1
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作者 曾松录 黄久佐 龙笑 《皮肤性病诊疗学杂志》 2024年第5期334-339,共6页
局限性硬皮病(LS)是一种主要影响皮肤、皮下脂肪和深层组织的自身免疫性疾病,可能导致严重的功能障碍和外观受损。及时准确的诊断对于患者的治疗和管理至关重要,但目前LS在诊断方面尚存在困难。本文综述了LS诊断领域的最新进展,包括高... 局限性硬皮病(LS)是一种主要影响皮肤、皮下脂肪和深层组织的自身免疫性疾病,可能导致严重的功能障碍和外观受损。及时准确的诊断对于患者的治疗和管理至关重要,但目前LS在诊断方面尚存在困难。本文综述了LS诊断领域的最新进展,包括高频超声、磁共振成像、光学相干断层扫描及分子和基因检测等。这些技术提高了诊断的精确性和即时性。高频超声能够精确评估皮肤病变;磁共振成像有助于深层组织受累的评估;光学相干断层扫描和皮肤镜揭示皮肤微小结构变化;分子和基因检测为理解疾病机制及个体化治疗提供新视角。尽管新技术的应用受到成本和设备普及度的限制,但其在改善诊断流程、提供个性化治疗方面有着显著的潜力。未来研究需要进一步探讨这些技术与传统方法的整合及其在LS不同亚型和疾病阶段中的应用。 展开更多
关键词 局限性硬皮病 高频超声 磁共振成像 光学相干断层扫描 分子和基因检测
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基于金刚石氮-空位色心的新型钢筋检测方法
9
作者 余志武 伍军 +3 位作者 柏秋丽 赵博文 张少春 周梦良 《微纳电子技术》 CAS 2024年第9期133-141,共9页
针对传统混凝土钢筋探测仪检测深度大多在100 mm以下且误差较大的问题,基于量子精密测量中金刚石氮-空位(NV)色心体系搭建了新型钢筋检测实验平台。金刚石NV色心因其优异的自旋性质和光学特性,对磁场有极高的分辨率。使用532 nm波长激... 针对传统混凝土钢筋探测仪检测深度大多在100 mm以下且误差较大的问题,基于量子精密测量中金刚石氮-空位(NV)色心体系搭建了新型钢筋检测实验平台。金刚石NV色心因其优异的自旋性质和光学特性,对磁场有极高的分辨率。使用532 nm波长激光和微波对金刚石进行激光激发及微波调控,金刚石中的NV色心探测被测磁场,通过扫描光探测磁共振谱(ODMR)得到反射的微波功率,从而计算钢筋的尺寸及位置信息。结果表明自制的微波天线在2.87 GHz谐振频率下的回波损耗(S11)为-9.297 dB,在150 mm深度完成混凝土中钢筋位置、个数和直径的检测,钢筋位置平均误差≤4.3 mm,钢筋直径误差≤2.7 mm。 展开更多
关键词 氮-空位(NV)色心 钢筋 微波反射 光探测磁共振(odmr)
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基于系综NV色心的温度传感器关键技术 被引量:6
10
作者 赵娟 秦丽 +3 位作者 马宗敏 张少文 傅月平 高健 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第12期885-889,909,共6页
金刚石中的氮空位中心(NV色心)具有独特的自旋特性,且其电子自旋受周围环境如温度的影响,从而可以通过探测NV色心的电子自旋态实现对温度的精密测量。在精密测量中,NV色心的哈密顿量起重要作用,而哈密顿量受周围环境温度的影响,所以... 金刚石中的氮空位中心(NV色心)具有独特的自旋特性,且其电子自旋受周围环境如温度的影响,从而可以通过探测NV色心的电子自旋态实现对温度的精密测量。在精密测量中,NV色心的哈密顿量起重要作用,而哈密顿量受周围环境温度的影响,所以研究了291-390 K温度下系综NV色心的光探测磁共振(ODMR)信号与温度的关系。随着温度的升高,零场劈裂D值逐渐减小,并且获得370-390 K时零场劈裂D值与温度间存在斜率为-61.65 kHz/K的线性关系,并对ODMR信号进行微波调制,这对以后实现高精度的温度场测量具有很好的应用前景,也为研究金刚石材料的温度特性提供了很好的技术支持。 展开更多
关键词 金刚石 氮空位(NV)色心 零场劈裂D值 光探测磁共振(odmr)信号 温度探测 纳米传感
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NV色心磁测量研究现状及发展趋势 被引量:5
11
作者 马宗敏 郭卫军 +4 位作者 郑斗斗 王军旗 柴笑晗 牛刘敏 秦丽 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第9期754-762,共9页
综述了金刚石氮空位(NV)色心磁测量研究现状及发展趋势。对NV色心DC磁测量和AC磁测量主要方法进行了系统的对比分析,着重介绍了采用连续波光探测磁共振(CW-ODMR)方法检测DC磁场的发展趋势并分析其优势和不足之处,以及利用Spin Echo技术... 综述了金刚石氮空位(NV)色心磁测量研究现状及发展趋势。对NV色心DC磁测量和AC磁测量主要方法进行了系统的对比分析,着重介绍了采用连续波光探测磁共振(CW-ODMR)方法检测DC磁场的发展趋势并分析其优势和不足之处,以及利用Spin Echo技术对AC磁测量的分析研究。然后介绍了NV色心在集成NV色心磁力计、体细胞NV色心磁测量以及硬盘驱动器检测等方面的应用,指出未来NV色心磁测量主要向高灵敏度、小型化、集成化、便携化的方向发展。最后分析得出NV色心DC磁测量存在微波和激光功率导致ODMR线宽展宽,延长退相位时间是提高DC磁灵敏度最主要的手段。NV色心AC磁测量则对系统电噪声和磁噪声等环境因素要求较高,延长退相干时间是提高AC磁灵敏度的关键因素。 展开更多
关键词 金刚石 氮空位(NV)色心 AC磁测量 DC磁测量 连续波光探测磁共振(CW-odmr) Spin Echo
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基于核磁共振和超声波探伤技术的混凝土耐久性分析 被引量:12
12
作者 张海龙 王社良 袁晓洒 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期40-45,96,共7页
针对核磁共振试验过程中试件尺寸受限问题,采用超声波探伤技术对混凝土内部孔隙率的变化进行表征。采用冻融循环试验加速混凝土的退化,结合超声波探伤技术测得的超声波波速和核磁共振技术测得的T_(2)谱对试件内部孔隙率的变化进行表征... 针对核磁共振试验过程中试件尺寸受限问题,采用超声波探伤技术对混凝土内部孔隙率的变化进行表征。采用冻融循环试验加速混凝土的退化,结合超声波探伤技术测得的超声波波速和核磁共振技术测得的T_(2)谱对试件内部孔隙率的变化进行表征。研究结果表明:混凝土在冻融循环退化过程中,T_(2)谱中有三个波峰,其中表示试件内部微细小裂缝的主峰面积占总面积的80%左右。T_(2)谱中第一峰(主峰)的面积变化、混凝土的孔隙率发展与冻融循环次数呈指数关系。相对动弹性摸量评价参数(ω)与冻融循环次数、试件内部孔隙率的发展呈线性关系。采用超声波探伤技术可以用来表征混凝土内部孔隙率的发展。 展开更多
关键词 混凝土 核磁共振 超声波探伤 冻融循环 T_(2)谱
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金刚石NV色心磁力计极限灵敏度优化方法 被引量:8
13
作者 赵锐 赵彬彬 +3 位作者 王磊 郭浩 唐军 刘俊 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第9期683-687,699,共6页
光探测磁共振(ODMR)信号作为氮空位(NV)色心磁力计进行磁检测的主要手段,其主要受到微波功率强度和激光功率强度的影响。对金刚石NV色心磁力计展开研究,根据其检测原理,探究其极限灵敏度优化方法。搭建了ODMR信号的检测系统,对ODMR... 光探测磁共振(ODMR)信号作为氮空位(NV)色心磁力计进行磁检测的主要手段,其主要受到微波功率强度和激光功率强度的影响。对金刚石NV色心磁力计展开研究,根据其检测原理,探究其极限灵敏度优化方法。搭建了ODMR信号的检测系统,对ODMR信号的激发功率进行了探究。实验结果表明在该实验系统下,微波功率约为60 mW、激光功率约为10 mW是最优的ODMR信号激发功率,可以使磁力计灵敏度达到最优,得到其理论值为17.80 nT/Hz^1/2。为金刚石NV色心磁力计灵敏度的进一步提高提供了改进方法。 展开更多
关键词 金刚石氮空位(NV)色心 光探测磁共振(odmr)信号 微波 激光 极限灵敏度 磁力计
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一种基于金刚石NV色心系综的磁力计 被引量:4
14
作者 赵彬彬 郭浩 +2 位作者 赵锐 唐军 刘俊 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第3期218-223,共6页
金刚石氮空位(NV)色心系综磁力计的灵敏度受激光激发效率的影响很大。对此通过增加激光与金刚石的接触面积来提高NV色心的激发效率,搭建了共聚焦磁检测系统。建立了NV色心的原子模型,根据其磁检测的原理,可通过光探测磁共振(ODMR)技术... 金刚石氮空位(NV)色心系综磁力计的灵敏度受激光激发效率的影响很大。对此通过增加激光与金刚石的接触面积来提高NV色心的激发效率,搭建了共聚焦磁检测系统。建立了NV色心的原子模型,根据其磁检测的原理,可通过光探测磁共振(ODMR)技术来检测外部磁场。沿着金刚石[111]晶向施加静磁场,四个共振峰所对应的微波频率与磁场强度呈现线性关系。因此,可通过检测共振峰的漂移来解算出外部磁场强度。在激光功率50 mW、微波功率23 dBm时,计算得出室温下该磁力计的极限灵敏度达到0.3 nT/Hz1/2,实验测得系统的磁噪声灵敏度为0.2 nT/Hz1/2。通过提高金刚石NV色心激发效率可以进一步提高金刚石磁力计的灵敏度。 展开更多
关键词 磁力计 金刚石系综 氮空位色心 光探测磁共振(odmr) 极限灵敏度
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基于金刚石NV色心磁传感器微波调制频率优化的高灵敏度磁传感方法 被引量:3
15
作者 张卫东 邓胜礼 +1 位作者 郭浩 唐军 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第3期204-208,215,共6页
基于金刚石氮空位(NV)色心系综的磁传感器磁场检测的绝对灵敏度与光探测磁共振(ODMR)的解调曲线的最大斜率呈反比,而解调曲线的斜率主要取决于磁传感器的调制参数。重点研究了磁传感器的灵敏度与调制频率之间的关系。介绍了NV色心的能... 基于金刚石氮空位(NV)色心系综的磁传感器磁场检测的绝对灵敏度与光探测磁共振(ODMR)的解调曲线的最大斜率呈反比,而解调曲线的斜率主要取决于磁传感器的调制参数。重点研究了磁传感器的灵敏度与调制频率之间的关系。介绍了NV色心的能级结构,根据其磁检测原理,采用基于微波频率调制解调的ODMR技术来检测外部微弱磁场。介绍了计算磁灵敏度的理论模型。通过实验证明,当激光功率为50 mW、微波功率为7 dBm、调制频率为18 kHz时,解调曲线的斜率为1.1461 mV/kHz,相比于未优化前(0.0868 mV/kHz)提高了约12.2倍。散粒噪声限制的磁传感器的灵敏度约为4 nT/Hz1/2(理论计算结果约为1 nT/Hz1/2)。 展开更多
关键词 磁传感器 微波频率调制解调 调制频率 金刚石NV系综 光探测磁共振(odmr)
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量子调控型NV色心系综磁强计灵敏度优化 被引量:2
16
作者 郭卫军 郑斗斗 +4 位作者 王军旗 柴笑晗 牛刘敏 秦丽 马宗敏 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第1期54-58,79,共6页
氮空位(NV)色心是金刚石中固有的缺陷,具有纳米量级的空间分辨率和微特斯拉量级的磁灵敏度,可以实现高灵敏度与高空间分辨率的微弱磁检测。利用NV系综磁敏感单元,可以将固态电子自旋信号实时检测技术应用于NV磁强计。准确进行AC磁测量... 氮空位(NV)色心是金刚石中固有的缺陷,具有纳米量级的空间分辨率和微特斯拉量级的磁灵敏度,可以实现高灵敏度与高空间分辨率的微弱磁检测。利用NV系综磁敏感单元,可以将固态电子自旋信号实时检测技术应用于NV磁强计。准确进行AC磁测量是研究的关键。利用NV色心电子自旋进行量子调控,通过光探测磁共振(ODMR)测试确定共振频率,二能级Rabi振荡测试确定Rabi频率以及退相干时间测试确定横向弛豫时间。由于自旋回波存在相位积累,导致荧光布局数发生改变。最后利用量子相位随荧光布局数的关系计算出最大AC磁场灵敏度约为0.8 pT/■。 展开更多
关键词 金刚石 NV色心 AC磁测量 光探测磁共振(odmr)测试 RABI振荡 退相干时间
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基于金刚石系综NV色心的温度磁传感特性 被引量:1
17
作者 柴笑晗 王军旗 +4 位作者 傅月平 牛刘敏 郑斗斗 袁华 马宗敏 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第7期641-645,共5页
基于金刚石系综氮空位(NV)色心量子传感技术,搭建了高精度量子传感温度测量实验平台,探究了金刚石NV色心温度传感特性。通过测试不同温度下的光探测磁共振(ODMR)信号,验证了NV色心的零场劈裂参数(D)会随着温度(T)变化这一结论,即随着温... 基于金刚石系综氮空位(NV)色心量子传感技术,搭建了高精度量子传感温度测量实验平台,探究了金刚石NV色心温度传感特性。通过测试不同温度下的光探测磁共振(ODMR)信号,验证了NV色心的零场劈裂参数(D)会随着温度(T)变化这一结论,即随着温度的升高,ODMR信号整体往左漂移。测得在293~343 K内,D与T呈线性关系,且斜率为-62.4 kHz/K。本实验不仅为高灵敏度和高空间分辨率的纳米尺度温度场测量提供了方法,也对NV色心温度传感器的设计和NV色心量子精密测量提供了技术支持。 展开更多
关键词 金刚石 氮空位(NV)色心 温度传感器 光探测磁共振(odmr) 温度磁传感
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基于NV色心的晶体管放大器近场分布成像 被引量:3
18
作者 姜海峰 陈国彬 +4 位作者 郭志刚 和文豪 顾邦兴 王昊 杜关祥 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1631-1634,共4页
微波毫米波芯片非破坏高分辨率近场分布成像对高频射频芯片的功能和失效分析至关重要.本实验基于金刚石NV(Nitrogen-Vacancy)色心这一独特的量子体系,选取直径约为14μm的金刚石样品,将其粘附于20μm直径的光纤锥形尖端,制备成高分辨、... 微波毫米波芯片非破坏高分辨率近场分布成像对高频射频芯片的功能和失效分析至关重要.本实验基于金刚石NV(Nitrogen-Vacancy)色心这一独特的量子体系,选取直径约为14μm的金刚石样品,将其粘附于20μm直径的光纤锥形尖端,制备成高分辨、非破坏、微型化的探针,通过分析NV色心在微波场变化中的基态自旋演化规律,采用全光学的方法,一次性成像,获得芯片表面整体场分布.本文给出了氮化镓高电子迁移率晶体管的近场分布成像图,拟合出光学探测磁共振(Optically Detected Magnetic Resonance,ODMR)谱图以及Rabi谱图,并对成像结果进行了分析.这一系统具有高效、高分辨、高灵敏度、对近场干扰小等优势,有望为高集成度微波电路故障诊断、天线辐射剖面、微波集成电路电磁兼容测试等应用提供一种全新的方案. 展开更多
关键词 金刚石NV色心 光学探测磁共振 微波场成像 高分辨率
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基于金刚石NV色心集成振动检测模块的设计
19
作者 陈骊颖 黄堃 +1 位作者 王琪 闫仕农 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期500-509,共10页
原子对磁场的高敏感特性使得金刚石氮空位(NV)色心在量子传感领域的使用越来越广泛。为研究金刚石在振动测磁方面的优越性,使用集成振动模块把传统的共聚焦系统集成在PCB板上以测试振动结果。以圆柱形永磁体作为振动测磁的质量块,由于... 原子对磁场的高敏感特性使得金刚石氮空位(NV)色心在量子传感领域的使用越来越广泛。为研究金刚石在振动测磁方面的优越性,使用集成振动模块把传统的共聚焦系统集成在PCB板上以测试振动结果。以圆柱形永磁体作为振动测磁的质量块,由于外界振动的影响使永磁体与金刚石NV色心的距离产生变化,因此金刚石NV色心上的磁场强度也会产生变化。对振动效应的检测通过金刚石NV色心上光探测磁共振(ODMR)荧光信号的分析来获得。集成振动实验在距离永磁体15 mm范围内对振动效应进行验证,测试得到基于金刚石氮空位色心振动传感的位移噪声灵敏度为11 nm/Hz1/2。 展开更多
关键词 量子光学 振动检测 光学检测磁共振 磁感应
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基于金刚石NV色心的微角度测量方法
20
作者 伍大锦 石振荣 +2 位作者 李中豪 唐军 刘俊 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第3期422-426,共5页
微角度检测在超高精密测量技术中有着重要的作用。研发了一种基于金刚石氮空位(NV)色心的微角度测量方法,其中NV色心作为微角度检测敏感单元,共轴磁铁作为传感单元,由于共轴磁铁和金刚石NV轴之间不同夹角下的磁场强度变化引起金刚石NV... 微角度检测在超高精密测量技术中有着重要的作用。研发了一种基于金刚石氮空位(NV)色心的微角度测量方法,其中NV色心作为微角度检测敏感单元,共轴磁铁作为传感单元,由于共轴磁铁和金刚石NV轴之间不同夹角下的磁场强度变化引起金刚石NV色心自旋能级波动,从而使得光学探测磁共振(ODMR)信号漂移,通过闭环频率锁定技术的实时追踪实现微角度的检测。并对微角度测量进行了理论分析和实验测试,理论和实验结果基本一致。同时,通过该方法获得了微角度传感检测的灵敏度为200 mV/deg,分辨率为10 mdeg,系统的等效角度均方根噪声为0.69 mdeg/Hz^(1/2)。该方法为高灵敏度、高分辨率的微角度检测提供了新的手段,同时实时追踪金刚石多个NV轴,可实现姿态矢量微角度检测。 展开更多
关键词 金刚石 氮空位(NV)色心 微角度检测 电子自旋 光学探测磁共振(odmr) 共轴磁铁
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