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Preparing highly entangled states of nanodiamond rotation and NV center spin
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作者 李文亮 周端陆 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期144-151,共8页
A nanodiamond with an embedded nitrogen-vacancy(NV)center is one of the experimental systems that can be coherently manipulated within current technologies.Entanglement between NV center electron spin and mechanical r... A nanodiamond with an embedded nitrogen-vacancy(NV)center is one of the experimental systems that can be coherently manipulated within current technologies.Entanglement between NV center electron spin and mechanical rotation of the nanodiamond plays a fundamental role in building a quantum network connecting these microscopic and mesoscopic degrees of motions.Here we present a protocol to asymptotically prepare a highly entangled state of the total quantum angular momentum and electron spin by adiabatically boosting the external magnetic field. 展开更多
关键词 NANODIAMOND nv center ENTANGLEMENT
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An Overview of NV Centers
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作者 Shuhan Guo 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2023年第11期3666-3675,共10页
This paper is a literature review on the operating theory of NV centers and its applications. Extensive material online had been reviewed to provide a comprehensive explanation of NV centers in this literature review.
关键词 nv centers FUNCTIONS and Applications
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Magnetic sensitivity technology based on microwave modulation of solid state spin system NV center 被引量:2
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作者 GAO Jian ZHAO Juan +4 位作者 MA Zong-min FU Yue-ping ZHANG Shao-wen LIN Zhao-dong SONG Jian 《Journal of Measurement Science and Instrumentation》 CAS CSCD 2018年第2期188-193,共6页
In view of the low resolution and accuracy of traditional magnetometer,a method of microwave frequency modulation technology based on nitrogen-vacancy(NV)center in diamond for magnetic detection was proposed.The magne... In view of the low resolution and accuracy of traditional magnetometer,a method of microwave frequency modulation technology based on nitrogen-vacancy(NV)center in diamond for magnetic detection was proposed.The magnetometer studied can reduce the frequency noise of system and improve the magnetic sensitivity by microwave frequency modulation.Firstly,ESR spectra by sweeping the microwave frequency was obtained.Further,the microwave frequency modulated was gained through the mixed high-frequency sinusoidal modulation signal generated by signal generator.In addition,the frequency through the lock-in amplifier was locked,and the signal which was proportional to the first derivative of the spectrum was obtained.The experimental results show that the sensitivity of magnetic field detection can reach 17.628 nT/Hz based on microwave frequency modulation technology.The method realizes high resolution and sensitivity for magnetic field detection. 展开更多
关键词 solid state spin system nitrogen vacancy(nv)center microwave frequency modulation magnetic sensitivity technology lock-in amplifier
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Magnetic field analysis in a diamond anvil cell for Meissner effect measurement by using the diamond NV^- center 被引量:2
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作者 Lin Zhao Donghui Yue +3 位作者 Cailong Liu Min Wang Yonghao Han Chunxiao Gao 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期149-152,共4页
Diamond negatively charged nitrogen-vacancy(NV-) centers provide an opportunity for the measurement of the Meissner effect on extremely small samples in a diamond anvil cell(DAC) due to their high sensitivity in detec... Diamond negatively charged nitrogen-vacancy(NV-) centers provide an opportunity for the measurement of the Meissner effect on extremely small samples in a diamond anvil cell(DAC) due to their high sensitivity in detecting the tiny change of magnetic field. We report on the variation of magnetic field distribution in a DAC as a sample transforms from normal to superconducting state by using finite element analysis. The results show that the magnetic flux density has the largest change on the sidewall of the sample, where NV-centers can detect the strongest signal variation of the magnetic field. In addition, we study the effect of magnetic coil placement on the magnetic field variation. It is found that the optimal position for the coil to generate the greatest change in magnetic field strength is at the place as close to the sample as possible. 展开更多
关键词 negatively CHARGED nitrogen-vacancy(nv-) centerS DIAMOND AnvIL cell SUPERCONDUCTIVITY magnetic field detection
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快速响应的NV色心微波传感器实现及测量 被引量:1
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作者 张家璇 刘鑫 +2 位作者 张立婷 李中豪 温焕飞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第5期158-160,共3页
高精度微波快速测量技术是电磁频谱分析监测的核心,微波测量技术为微波传感器的高精度测量提供了可能。通过建立NV色心空间磁场能级响应频率精密调谐模型,结合NV色心光学宽场成像技术,实现了高精度、响应快可调的微波测量。首先,通过连... 高精度微波快速测量技术是电磁频谱分析监测的核心,微波测量技术为微波传感器的高精度测量提供了可能。通过建立NV色心空间磁场能级响应频率精密调谐模型,结合NV色心光学宽场成像技术,实现了高精度、响应快可调的微波测量。首先,通过连续光探测磁共振(ODMR)技术,结合宽场成像技术,通过像素级磁场强度-微波频率转化关系,实现宽场成像的微波测量;进而将连续扫频技术转变为施加定频进行检测,通过同步监测频点不同的响应特性,验证了测试结果的有效性。以上结果为高精度固态量子频谱分析仪、高瞬时带宽频谱微波传感器提供了重要技术基础。 展开更多
关键词 微波检测 磁场调谐 nv色心 光探测磁共振技术
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Single-channel vector magnetic information detection method based on diamond NV color center 被引量:2
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作者 Qin-Qin Wang Rui-Rong Wang +8 位作者 Jin-Ping Liu Shao-Zhuo Lin Liang-Wei Wu Hao Guo Zhong-Hao Li Huan-Fei Wen Jun Tang Zong-Min Ma Jun Liu 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第8期275-281,共7页
A method of detecting the single channel triaxial magnetic field information based on diamond nitrogen-vacancy(NV)color center is introduced.Firstly,the incident angle of the bias magnetic field which can achieve the ... A method of detecting the single channel triaxial magnetic field information based on diamond nitrogen-vacancy(NV)color center is introduced.Firstly,the incident angle of the bias magnetic field which can achieve the equal frequency difference optically-detected magnetic resonance(ODMR)spectrum of diamond NV color center is calculated theoretically,and the triaxial magnetic information solution model is also constructed.Secondly,the microwave time-controlled circuit module is designed to generate equal timing and equal frequency difference microwave pulse signals in one channel.Combining with the optical detection magnetic resonance technology,the purpose of sequentially locking and detecting the four formant signals on one side of the diamond NV color center(m_(s)=-1 state signal)is achieved,and the vector magnetic field information detection is accomplished by combining the triaxial magnetic information solution model.The system can obtain magnetic field detection in a range of 0 mT-0.82 mT.The system's magnetic noise sensitivity is 14.2 nT/Hz^(1/2),and the deviation angle errors of magnetic field detectionθ_(x) andθ_(y) are 1.3° and 8.2° respectively. 展开更多
关键词 nitrogen-vacancy(nv)color center VECTOR electron spin magnetic detection
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近红外光调制下金刚石NV色心自旋动力学与电荷态转化研究
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作者 翟云鹏 钱鹏 +2 位作者 胡钧 马钰 张恒 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期422-427,共6页
对金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心电子自旋态进行光学操控的过程中,近红外光是一种重要手段,对色心自旋态和电荷态布居能产生显著影响,定量研究近红外光对NV色心自旋动力学的作用具有重要意义。文章用实验测量室温下532 nm激... 对金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心电子自旋态进行光学操控的过程中,近红外光是一种重要手段,对色心自旋态和电荷态布居能产生显著影响,定量研究近红外光对NV色心自旋动力学的作用具有重要意义。文章用实验测量室温下532 nm激光连续激发单个NV色心产生的荧光时间曲线,并建立七能级模型进行数值模拟,得到各自旋能级间跃迁速率;在此基础上用1040 nm激光对色心荧光时间曲线进行调制,实验数据与数值模拟结果相吻合。研究结果表明,近红外光对金刚石NV色心自旋态的影响主要体现在对电荷态转化速率的提高上,使用功率为40 mW的1040 nm激光和532 nm激光一起照射,可以将电离速率和复合速率分别提升约15倍和30倍。 展开更多
关键词 金刚石氮-空位(nv)色心 自旋动力学 电荷态 近红外激光 数值模拟
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基于金刚石NV色心的电流传感技术及其标准化研究初探 被引量:1
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作者 岑炜 白静芬 +3 位作者 孟静 李琪林 吕英杰 段永贤 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期1462-1469,共8页
为推进量子化电流传感技术的落地应用,探讨了基于金刚石NV色心的电流传感技术,初步研究了其标准化技术。首先,介绍了金刚石NV色心的结构和物理特性,分析了基于金刚石NV色心的光学特性及自旋量子相干性的电流传感测量原理,研究了磁噪声... 为推进量子化电流传感技术的落地应用,探讨了基于金刚石NV色心的电流传感技术,初步研究了其标准化技术。首先,介绍了金刚石NV色心的结构和物理特性,分析了基于金刚石NV色心的光学特性及自旋量子相干性的电流传感测量原理,研究了磁噪声抑制、磁测量灵敏度提升和测量芯片小型化等实用化技术;然后,分析了基于金刚石NV色心的电流传感测量技术的技术优势和标准化需求,提出了标准体系建设建议,为基于金刚石NV色心的电流传感技术研究、设备研制及传感测量系统落地应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 电学计量 电流传感技术 金刚石nv色心 量子化测量 标准化
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采用磁屏蔽环结构的金刚石NV色心全光直流互感器系统 被引量:1
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作者 王鑫 赵龙 +5 位作者 仇茹嘉 宋东波 田腾 耿佳琪 赵博文 苏帅 《微纳电子技术》 CAS 2024年第5期93-101,共9页
针对目前电力系统对电流互感器的精度与灵敏度提出的更高要求,提出了一种基于金刚石氮-空位(NV)色心的全光直流互感器的系统方案,系统包括光源模块、激光反馈模块、激光分束模块、一次传感探头模块、激光分频模块、光电转换模块以及信... 针对目前电力系统对电流互感器的精度与灵敏度提出的更高要求,提出了一种基于金刚石氮-空位(NV)色心的全光直流互感器的系统方案,系统包括光源模块、激光反馈模块、激光分束模块、一次传感探头模块、激光分频模块、光电转换模块以及信号采集和数据处理模块。对系统中的磁屏蔽环进行了结构的设计与仿真,并对仿真结果进行了实验验证。最后搭建了单通道实验验证系统,系统实测结果表明,设计的全光直流互感器在5 000 A大电流下无磁屏蔽时可以达到0.35%的测量精度,加入磁屏蔽环后测量精度提升到了0.06%,从而为基于金刚石NV色心的全光直流互感器的研制提供了参考。 展开更多
关键词 金刚石 氮-空位(nv)色心 直流互感器 量子精密测量 磁屏蔽环
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DLC膜对金刚石纳米柱NV色心发光收集强度的影响
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作者 李文斌 谭心 +2 位作者 潘超 贺占清 杨桥 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期793-801,共9页
金刚石氮空位(NV)色心发光收集强度的提高是实现单光子源技术的关键。本工作将锥状的类金刚石(DLC)梯度减反膜引入纳米柱色心单光子源中,旨在从色心的自发辐射速率与光子收集效率两方面提高NV色心的发光收集强度。采用时域有限差分(FDTD... 金刚石氮空位(NV)色心发光收集强度的提高是实现单光子源技术的关键。本工作将锥状的类金刚石(DLC)梯度减反膜引入纳米柱色心单光子源中,旨在从色心的自发辐射速率与光子收集效率两方面提高NV色心的发光收集强度。采用时域有限差分(FDTD)法对带有DLC膜的金刚石纳米柱复合结构进行了光学仿真,探究了不同结构参数的DLC薄膜对金刚石纳米柱NV色心光子收集强度、出射效率及自发辐射速率的影响,并且通过优化得到了最大收集强度下的结构参数。仿真结果表明,引入DLC膜能够使金刚石纳米柱中NV色心获得更高的光子出射效率(≥1%),并且能够改变纳米柱内部电场分布,使色心自发辐射速率增加16.8%,最终使光子的总收集强度增加15.5%。 展开更多
关键词 量子光学 收集强度 时域有限差分 金刚石纳米柱nv色心 类金刚石梯度减反膜 自发辐射速率
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基于无微波金刚石NV色心测磁技术的电流测量应用 被引量:1
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作者 宋东波 仇茹嘉 +5 位作者 王鑫 赵龙 耿佳琪 田腾 刘雅琪 刘鑫 《微纳电子技术》 CAS 2024年第2期153-161,共9页
为了在特高压(UHV)环境下使用氮-空位(NV)色心量子测量技术,研究了金刚石主轴与磁场夹角对相应曲线及电流测量精度的影响。构建金刚石氮-空位七能级超精细结构模型,根据仿真结果得到不同磁场方向下最高灵敏度范围和最佳测量范围,从而确... 为了在特高压(UHV)环境下使用氮-空位(NV)色心量子测量技术,研究了金刚石主轴与磁场夹角对相应曲线及电流测量精度的影响。构建金刚石氮-空位七能级超精细结构模型,根据仿真结果得到不同磁场方向下最高灵敏度范围和最佳测量范围,从而确定探头的最佳放置角度。基于无微波金刚石氮-空位技术搭建了直流大电流测量实验平台,测试了100~5000A范围内荧光电压对电流的响应曲线。实验结果表明,该平台对5000A直流电流测量误差在0.25%以内。作为无源器件,无微波金刚石氮-空位色心测磁传感器全光纤信号传输具备良好耐压性能,同时可在室温下工作,并具有结构紧凑、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优势,适用于特高压环境下的直流电流测量,为传统电力行业检测提供了新的检测方法。 展开更多
关键词 金刚石 氮-空位色心 测磁传感器 无微波 特高压(UHV)环境 量子精密测量 电力行业检测
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基于深度学习的NV色心轴向快速识别
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作者 张文超 徐南阳 +1 位作者 刘玉山 周明媞 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第11期1481-1485,1492,共6页
文章提出一种利用NV色心的角向偏振光成像图快速确定NV色心轴向的深度学习方法。NV色心的光致发光特性与排列在垂直于NV色心对称轴平面上的2个正交偶极子有关,利用角向偏振光可以得到NV轴对应的正交光学偶极子的成像图;通过数字仿真可... 文章提出一种利用NV色心的角向偏振光成像图快速确定NV色心轴向的深度学习方法。NV色心的光致发光特性与排列在垂直于NV色心对称轴平面上的2个正交偶极子有关,利用角向偏振光可以得到NV轴对应的正交光学偶极子的成像图;通过数字仿真可以模拟不同NV轴向在角向偏振光作用下的成像图案,以此构建数据集并搭建神经网络进行学习;将神经网络模型作为NV成像图和其轴向之间的映射,从而根据给定的成像图直接得出NV色心的部分轴向值,再依据金刚石晶格中的角度约束关系,得到金刚石中NV色心的完整轴向。基于NV色心的角向偏振光成像图,在保证识别精度的前提下,实现对NV轴向的实时确定,提高以NV轴向为前置条件的各项工作(如磁场重构等)的效率。 展开更多
关键词 nv色心 角向偏振光 神经网络 轴向识别 金刚石晶格
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Molecular dynamics simulation study of nitrogen vacancy color centers prepared by carbon ion implantation into diamond
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作者 Wei Zhao Zongwei Xu +1 位作者 Pengfei Wang Hanyi Chen 《Nanotechnology and Precision Engineering》 EI CAS CSCD 2024年第3期71-78,共8页
Nitrogen vacancy(NV)color centers in diamond have useful applications in quantum sensing andfluorescent marking.They can be gen-erated experimentally by ion implantation,femtosecond lasers,and chemical vapor deposition... Nitrogen vacancy(NV)color centers in diamond have useful applications in quantum sensing andfluorescent marking.They can be gen-erated experimentally by ion implantation,femtosecond lasers,and chemical vapor deposition.However,there is a lack of studies of the yield of NV color centers at the atomic scale.In the molecular dynamics simulations described in this paper,NV color centers are pre-pared by ion implantation in diamond with pre-doped nitrogen and subsequent annealing.The differences between the yields of NV color centers produced by implantation of carbon(C)and nitrogen(N)ions,respectively,are investigated.It is found that C-ion implantation gives a greater yield of NV color centers and superior location accuracy.The effects of different pre-doping concentrations(400–1500 ppm)and implantation energies(1.0–3.0 keV)on the NV color center yield are analyzed,and it is shown that a pre-doping concentra-tion of 1000 ppm with 2 keV C-ion implantation can produce a 13%yield of NV color centers after 1600 K annealing for 7.4 ns.Finally,a brief comparison of the NV color center identification methods is presented,and it is found that the error rate of an analysis utiliz-ing the identify diamond structure coordination analysis method is reduced by about 7%compared with conventional identification+methods. 展开更多
关键词 nv color center Ion implantation Molecular dynamics(MD)simulation Yield enhancement
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A nanosecond level current pulse capture taper optical fiber probe based on micron level nitrogen-vacancy color center diamond
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作者 Yuchen Bian Yangfan Mao +5 位作者 Honghao Chen Shiyu Ge Wentao Lu Chengkun Wang Sihan An Guanxiang Du 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第12期39-44,共6页
This work demonstrates a micron-sized nanosecond current pulse probe using a quantum diamond magnetometer.A micron-sized diamond crystal affixed to a fiber tip is integrated on the end of a conical waveguide.We demons... This work demonstrates a micron-sized nanosecond current pulse probe using a quantum diamond magnetometer.A micron-sized diamond crystal affixed to a fiber tip is integrated on the end of a conical waveguide.We demonstrate real-time visualization of a single 100 nanosecond pulse and discrimination of two pulse trains of different frequencies with a coplanar waveguide and a home-made PCB circuit.This technique finds promising applications in the display of electronic stream and can be used as a pulse discriminator to simultaneously receive and demodulate multiple pulse frequencies.This method of detecting pulse current is expected to provide further detailed analysis of the internal working state of the chip. 展开更多
关键词 pulse capture nitrogen-vacancy(nv)color center current imaging chip detection
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金刚石集群NV色心的光谱特征及浓度定量分析 被引量:8
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作者 王芳 马宗敏 +5 位作者 赵敏 林朝东 张少文 曲章 刘俊 李艳君 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1477-1481,共5页
金刚石NV-色心具有优越的光致发光特性,可实现高灵敏度物理量探测。其中,NV-色心的浓度是影响其宏观领域物理量探测灵敏度的重要因素之一。分析了金刚石在NV-色心制备过程中产生的发光缺陷,研究了不同的电子注入剂量与NV-色心浓度的关... 金刚石NV-色心具有优越的光致发光特性,可实现高灵敏度物理量探测。其中,NV-色心的浓度是影响其宏观领域物理量探测灵敏度的重要因素之一。分析了金刚石在NV-色心制备过程中产生的发光缺陷,研究了不同的电子注入剂量与NV-色心浓度的关系。首先,对金刚石进行电子辐照并高温真空退火,制备了NV-色心;然后,利用拉曼光谱仪测试了金刚石在电子辐照前、电子辐照后及退火后三个阶段中的荧光光谱,分析了金刚石在NV-色心制备过程中的光谱特性;最后,对生成的NV-色心的浓度进行了估算,并探究了不同电子注入剂量对NV-色心浓度的影响规律。结果表明,金刚石经电子注入后生成了524.7,541.1,578和648.1nm发光中心。其中,HPHT合成金刚石经电子注入后普遍存在524.7nm中心。电子注入后的金刚石经高温(≥800℃)真空(≥10-7 Pa)退火后,空位自由移动,不稳定的缺陷消失,当空位靠近氮原子时被束缚而形成氮空位色心。对于氮含量100ppm的金刚石,当电子注入产生的空位含量小于120ppm(2.1×1019 cm-3)时,NV-色心浓度与电子注入生成空位的含量的关系符合Boltzmann分布。该研究为利用氮含量100ppm的金刚石实现定量NV-色心浓度的制备提供了参考依据,为NV-色心在宏观物理量精密测量的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 nv色心 荧光光谱 电子辐照 制备
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基于系综NV色心的温度传感器关键技术 被引量:5
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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
17
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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面向微集成的金刚石NV色心与微波天线的一体化 被引量:2
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作者 袁华 马宗敏 +2 位作者 郑斗斗 王雪敏 柴笑晗 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第2期151-155,168,共6页
针对金刚石氮空位(NV)色心量子传感器中微波天线体积大、无法与金刚石紧密接触造成天线与金刚石位置不固定、引起传感器灵敏度低的问题,设计了一种将微波天线集成到金刚石NV色心的一体化方法。采用导电性更强的金薄膜作为天线材料,通过... 针对金刚石氮空位(NV)色心量子传感器中微波天线体积大、无法与金刚石紧密接触造成天线与金刚石位置不固定、引起传感器灵敏度低的问题,设计了一种将微波天线集成到金刚石NV色心的一体化方法。采用导电性更强的金薄膜作为天线材料,通过高频结构模拟器(HFSS)仿真软件确定天线尺寸。利用微纳加工工艺和磁控溅射技术在金刚石NV色心表面制作了微波天线,实现了金刚石一体化微波天线。对金刚石一体化微波天线的仿真与实验数据进行对比分析。与传统微波天线相比,设计的天线体积缩小约50%,激发荧光效率和磁场灵敏度分别提升了约20倍和约10 nT/Hz^(1/2)。该方法结合3D打印技术可有望大幅缩小金刚石NV色心量子传感器的体积,对量子器件的微集成化发展具有重要意义。 展开更多
关键词 量子传感器 微波天线 氮空位(nv)色心 微纳加工工艺 微集成
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面向芯片级NV色心量子传感器的微波天线关键技术 被引量:1
19
作者 马宗敏 柴笑晗 +5 位作者 王军旗 傅月平 牛刘敏 郭卫军 郑斗斗 秦丽 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第12期905-915,923,共12页
金刚石氮空位(NV)色心量子传感器相较其他量子传感器在灵敏度、集成难易度、工作适应性等方面具有优势,正在成为研究热点。在集成NV色心量子传感器研制过程中发现,微波场驱动NV色心能级间的电子跃迁,对光探测磁共振、拉比振荡、拉姆齐... 金刚石氮空位(NV)色心量子传感器相较其他量子传感器在灵敏度、集成难易度、工作适应性等方面具有优势,正在成为研究热点。在集成NV色心量子传感器研制过程中发现,微波场驱动NV色心能级间的电子跃迁,对光探测磁共振、拉比振荡、拉姆齐序列、自旋回波、退相干时间等参数均有影响,从而进一步影响到传感器的灵敏度。因此设计能产生均匀磁场且转化效率高的微纳工艺近场天线对提高集成NV色心传感器的性能极其重要。重点阐述了NV色心自旋调控天线原理及工艺特点,对现有的多种天线做了介绍,并对基于CMOS工艺的集成化微波芯片做了重点介绍;从天线结构、性能等方面对微带线、共面波导、微纳天线等进行了分析;结合微波天线的发展趋势,对芯片级固态量子传感器进行了介绍。 展开更多
关键词 氮空位(nv)色心 量子传感器 近场辐射 微波天线 芯片级 CMOS工艺
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Ib型金刚石NV色心系综的制备及磁检测
20
作者 林朝东 王芳 +2 位作者 张少文 王生毅 高健 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第1期45-50,共6页
弱磁探测在材料科学、基础物理和磁强计等众多领域都具有重要的研究意义。由于金刚石氮空位(NV)色心的弱磁探测兼具高灵敏度与高空间分辨的优点,因此对利用Ib型金刚石NV色心系综进行磁检测的技术进行了研究。通过电子辐照并高温真空... 弱磁探测在材料科学、基础物理和磁强计等众多领域都具有重要的研究意义。由于金刚石氮空位(NV)色心的弱磁探测兼具高灵敏度与高空间分辨的优点,因此对利用Ib型金刚石NV色心系综进行磁检测的技术进行了研究。通过电子辐照并高温真空退火的方法制备了Ib型金刚石NV色心系综,并对其光致发光光谱进行了测试与分析;利用自主搭建的共聚焦系统成功检测了在不同微波功率作用下的NV色心系综电子自旋共振谱;测试并分析了常温常压中不同磁场条件下的NV色心系综电子自旋共振谱。结果表明,金刚石〈100〉晶轴方向的磁场使得NV色心系综基态的ms=+1态与ms=-1态的共振峰产生4.053 MHz/Gs的能级分裂,利用此金刚石NV色心系综可实现4.98μT的弱磁检测。 展开更多
关键词 nv色心 电子辐照 电子自旋共振 弱磁检测 Ib型金刚石
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