色心
- 高频率分辨的金刚石氮-空位色心宽频谱成像技术*
ancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基于NV 色心作为探测器的宽频谱分析仪能够在几十GHz 频带内进行实时频谱分析,然而其频率分辨率仅达到MHz 水平.本文通过搭建结合连续外差技术的量子金刚石微波频谱成像系统,利用磁场梯度对NV 色心谐振频率进行空间编码,成功获取了900 MHz—6.0 GHz 范围内完整的频谱数据.在可测频谱范围内,系统进一步采用连续外差的方法,同
物理学报 2024年6期2024-04-02
- 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
ancy,NV)色心因其稳定的光学操控特性和室温下较长的相干时间,近十年成为量子计算[1-2]和量子精密测量[3-4]等领域的研究热点。NV色心具有2种电荷状态[5]:① 含有6个电子呈现电负性(NV—);② 含有5个电子呈现电中性(NV0)。由于对第1种的研究更为透彻,通常情况下所说的NV色心指NV—。NV色心的电荷态布居与转化不仅对基于自旋性质的精密测量精度有较大影响,如磁探测灵敏度等,而且其自身在诸多领域有许多重要应用,如基于自旋-电荷转化原理的自旋
合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年3期2024-03-31
- 基于金刚石氮-空位色心的微波磁场成像技术的可靠性研究
ncy, NV）色心的微波磁场成像有显著优势：1）直接测量微波场幅度，可以实现直接测量，并且测量带宽大，可从DC 到100 GHz量级，刷新率可达300 kHz；2）金刚石NV 色心作为一种微波窗口材料，对微波电磁场的影响忽略不计，可以实现非侵入式测量；3）金刚石NV 色心分布间隔在nm 量级，同时金刚石NV 色心片尺寸在cm 量级，足够对芯片进行大范围的宽场测量；4）金刚石NV 色心可高温（1000 K 以下）工作，满足高温可靠性测试的实验需求；5）磁场
航天器环境工程 2023年6期2024-01-08
- 碳化硅色心高压量子精密测量
ancy，NV）色心的光探测磁共振（optical detected magnetic resonance，ODMR）技术已被用于压力诱导磁相变的原位探测[10–13]，灵敏度可以达到小于10－3μB（μB为波尔磁子）的量级[14]。但是，由于金刚石NV 色心具有4 个取向[10]，并且其零场分裂存在温度依赖性[15]，ODMR 谱的解析仍具有一定的挑战性。近年来，碳化硅（SiC）色心因其具有自旋相干时间长、辐射近红外波段荧光（photoluminesce
高压物理学报 2023年6期2023-12-26
- 辽宁本溪变色萤石的矿物学特征和变色机理研究
体缺陷导致的空穴色心致色[7-11]，通常与放射性辐照、或过渡金属元素进入晶格导致F 空位的形成等有关[12]；有机质致色，有机物有时会以包裹体的形式存在于萤石中[13]。萤石的变色效应与胶体钙色心或2F-色心产生的透射窗有关[14-15]。大部分萤石品种都具有荧光[16-18]，天然萤石内部含有稀土元素（如Eu、Pr、Dy、Ho 等），这些稀土元素受到激发时，会导致能级间的电子跃迁，从而使其具有多种发射谱线[14-15,19]。现今由于变色萤石样品较为稀
中国宝玉石 2023年5期2023-10-27
- 基于金刚石氮-空位色心的温度测量技术
ancy,NV)色心电子自旋探测的温度传感技术,具备纳米尺度空间分辨率和毫开尔文级精度的温度传感性能,在芯片热传感成像、生物物理研究等领域有潜在的应用价值和研究意义[2,3]。在众多固态量子材料中,金刚石NV 色心最具代表性。它是金刚石内部的一种晶体缺陷,由一个取代了碳原子的氮原子和一个与其相邻的空位组成,如图1 所示。该结构容易吸引来一个电子形成负电性。负电性NV 色心具有特殊的自旋三能级结构,适合进行自旋操控和读取,最为研究者熟知,所以通常讨论的NV
宇航计测技术 2023年3期2023-07-14
- 基于金刚石NV色心的电流传感器仿真
种基于金刚石NV色心的电流传感技术,将含有大量NV色心的金刚石晶体作为传感器探头,通过测量电流产生的磁场实现对电流的传感,并对电流强度、NV色心荧光强度与偏共振的关系进行建模仿真,分析传感器放置距离、激光、微波功率、金刚石NV色心浓度等对传感器性能的影响,从理论上给出了基于NV色心的设计与优化方案。1 NV色心的磁测量原理NV色心是金刚石中的一种点缺陷,由一个氮原子和一个空位取代金刚石中2个相邻的碳原子所组成,分子结构如图2所示[7]。图2 NV色心的分子
合肥工业大学学报（自然科学版） 2023年6期2023-07-05
- 痕量La杂质对CaF2晶体γ辐照诱导色心光谱特性的影响
穴(Vk)等各种色心吸收带,导致晶体透过率大幅降低,光学性能下降[10,16-17]。然而,CaF2晶体中的少量杂质会严重影响其耐辐照性[14-16]。Przibram[18]的研究表明氟化钙晶体的许多色心效应与杂质离子,特别是稀土离子有关。Staebler等[19]的实验发现掺杂Y3+、La3+、Ce3+、Gd3+、Tb3+和Lu3+等稀土离子的CaF2晶体在高能射线辐照下极易诱发色心四带谱的形成。Nicoara等[20-21]进行了掺有不同浓度Pb的C
人工晶体学报 2023年4期2023-05-14
- 多晶金刚石薄膜硅空位色心形成机理及调控*
2)金刚石硅空位色心在量子信息技术和生物标记领域有重要应用前景.本文对硅衬底上多晶金刚石生长过程中硅空位色心形成机理及调控方法进行研究.通过改变金刚石生长氛围中的氮气和氧气比例,实现了对硅空位色心发光强度的有效调控,所制备系列多晶金刚石样品的光致发光光谱显示,硅空位色心荧光峰与金刚石本征峰的比值最低为1.48,最高可达334.46,该比值与金刚石晶粒尺寸正相关.进一步用光致发光面扫描和拉曼面扫描分析样品可知,多晶金刚石中的硅应来自于硅衬底,在多晶金刚石生长
物理学报 2023年3期2023-02-19
- 碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理*
石中浅表层氮空位色心在磁探测、量子传感等方面表现出优异的灵敏度和分辨率.相比于其他制备方法,低能碳离子注入具有要求金刚石纯度低、不引入新的杂质原子等优点,但其氮空位色心的形成机理尚不明确.本文采用低能碳离子注入和真空退火工艺在金刚石浅表层创建氮空位色心,并通过拉曼光谱、X 射线光电子能谱以及正电子湮没分析,揭示了碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理.结果表明: 碳离子注入金刚石在950 ℃真空退火后呈现出显著的氮空位色心发光.碳离子注入后金刚石浅表层表现出
物理学报 2022年18期2022-09-30
- 基于金刚石NV色心的量子调控教学实验拓展
的基于金刚石NV色心的量子计算实验仪为基础开展量子计算教学实验，包含2部分内容：a.学习基础的量子调控，了解量子计算基本知识，如量子比特的初始化、操控和读出等；b.进行实际应用，学生通过实现经典的量子D-J算法，理解量子算法的优越性[4-5]. 基于复旦大学的教学实践，着重讨论该实验的第一部分，即量子调控部分的教学内容与方法.1 实验原理1.1 量子计算简介经典计算机的单比特为|0〉或|1〉，但是量子单比特具有叠加态，可以用|0〉和|1〉进行线性组合，形式
物理实验 2022年4期2022-06-20
- 金刚石氮-空位色心单电子自旋的电场驱动相干控制*
氮-空位(NV)色心是金刚石中一种特殊的发光点缺陷.如图1(a)所示,当金刚石晶格中相邻的两个C 原子中的一个C 原子被N 原子所替代,另一个C 原子缺失形成空位时,就形成了氮-空位色心,即NV 色心.NV 色心的电子自旋基态是一种自旋三重态系统,使用光探测磁共振(optically detected magnetic resonance,ODMR)技术[1],即通过光学共聚焦系统可对单个NV 色心进行纳米级位置定位、量子态的初始化和读出[2],结合磁共振
物理学报 2022年11期2022-06-18
- 纳米金刚石TiV色心的实验制备与性能研究
纳米金刚石TiV色心的实验制备与性能研究谭心，徐宏飞，孟可可（内蒙古科技大学 机械工程学院，包头 014010）利用磁控溅射辅助微波等离子体化学气相沉积技术制备钛掺杂纳米金刚石薄膜。预先通过磁控溅射在石英玻璃基底上沉积纳米钛颗粒，然后使用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）设备在其表面沉积金刚石薄膜，通过活性氢原子将钛带入含碳生长基团中，从而将钛掺入纳米金刚石薄膜内。使用X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、原子力显微镜（AFM）和共聚焦显
表面技术 2022年3期2022-03-31
- 基于金刚石氮-空位色心的温度传感*
ancy,NV)色心是最有代表性的体系,由于其具有优越的光学性质、光学初始化能力以及基于荧光的自旋探测等特点,NV 色心在量子计算、量子通信和量子传感领域都有广泛的应用[1-7].不仅如此,NV 色心是金刚石中的点缺陷,荧光发射非常稳定,可以应用在高空间分辨率成像中,并提高测量的空间分辨率[7-9].利用NV 色心可以实现对磁场[10]、电场[11]、应力[12]和温度[13,14]等物理量高空间分辨率、高灵敏的测量.本文主要的关注点在于利用金刚石NV 色
物理学报 2022年6期2022-03-30
- 金刚石表面纳米尺度水分子的相变观测*
氮-空位(NV)色心[10]在室温大气环境下的优越性质,科研人员已经分别实现了纳米尺度的NMR 探测[11,12]、单分子的磁共振实验[13,14]、纳米NMR 化学位移以及J 耦合的测量[15].在之前的工作中[16],我们利用NV 色心探测到纳米尺度冰晶中质子之间的磁偶极相互作用,实验中还观测到液态水和固态冰中质子的NMR 谱峰有着不同的展宽.事实上纯水的扩散速率(Dwater=2×10-9m2·s-1)较快,而近表面浅NV 色心由于探测范围比较小,谱
物理学报 2022年6期2022-03-30
- 光纤腔耦合碳化硅薄膜的理论计算*
来,基于固态自旋色心体系的量子信息和量子计算技术发展如火如荼.金刚石中的自旋色心体系已实现氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心中的电子自旋与周围核自旋的纠缠[1,2],两个NV色心荧光的双光子干涉[3,4],色心电子自旋与光子的纠缠[5],以及两个NV 色心的远距离纠缠[6,7]等.这些技术的突破为今后的量子存储、量子网络、分布式量子计算等应用奠定了坚实的基础.然而,固态自旋色心本身的宽荧光光谱和较弱的荧光亮度限制了纠缠的制备速率以及保真
物理学报 2022年6期2022-03-30
- 固态单自旋量子控制研究进展
ancy,NV)色心,是另一种重要的固态掺杂体系.它在室温下有很长的相干时间,具有优秀的能级结构,可以通过激光方便地对量子态进行极化和读出,通过微波和射频脉冲能实现普适的量子控制.这些良好的物理性质使得NV 色心成为量子物理领域的热点.本文介绍NV色心的量子控制技术进展和在实验研究中的应用.2 金刚石NV 色心自旋体系2.1 NV 色心的能级结构和光学读出金刚石中一个碳原子被氮原子取代,同时邻近的一个碳原子缺失所形成的晶体缺陷(如图1 所示),称为氮-空位
物理学报 2022年6期2022-03-30
- 基于光纤耦合金刚石NV 色心系综磁强计的电路诊断方法
引言金刚石NV 色心系综磁强计是一种基于量子技术的新型磁场测量装置，相比于需要液氦制冷的超导量子干涉仪具有室温磁测的优势，相比于光泵磁强计具地磁场环境下的磁测能力和极高的空间分辨率，相比于磁通门磁强计具有非常高的磁场灵敏度，同时还具有低温下灵敏度高、可进行温度测量、可用于活体测磁等诸多优点。这使得金刚石NV 色心系综磁强计成为热门磁测设备，在物理学、生物学、材料科学、地质学、航空航天等领域被广泛应用。磁科学在航空航天领域有诸多应用，如航天器姿态调整、飞行器
航天器环境工程 2022年1期2022-03-11
- 金刚石氮-空位色心零声子线的受激辐射放大
ancy,NV)色心因其在室温下具有寿命短、量子效率高且发光稳定、耐漂白性强等特点引起了科学家们的兴趣，将其发展为室温下稳定工作的单光子源[3-6]。与此同时，利用NV色心优越的光稳定性和独特的基态自旋三能级结构，人们可以通过光学可探测磁共振技术(optically detected magnetic resonance,ODMR)获取周围磁场的信息，实现高灵敏度磁场的探测。NV色心逐渐成为最近国际上最具潜力的用于磁信号探测的量子传感材料之一[7]。NV色
激光技术 2022年1期2022-01-19
- 激光与微波功率对金刚石NV色心磁强计ESR谱线的影响研究
ancy，NV)色心具有无荧光闪烁、无荧光漂白、室温下工作、物态稳定等优异特性，这使得金刚石NV色心在固态电子自旋磁场传感技术中被特别关注[3]. 基于金刚石NV色心的磁强计具备灵敏度高、空间分辨率高、可在室温条件下工作等优异性能，在物理学、材料学、生物学等领域被广泛应用[4].针对不同磁场信号，金刚石NV色心磁强计采用不同的测量脉冲，对于直流、低频磁场， 简便易用的连续波光探测磁共振(continuous-wave optically detected
北京理工大学学报 2021年11期2021-12-09
- 中子辐照对掺镱光纤材料光学特性的影响*
Al-OHC)等色心缺陷的增加,从而有效抑制掺镱光纤的辐致暗化效应.热退火可降低中子辐致色心缺陷的浓度从而降低光纤材料的吸收,在一定程度上消除暗化效应.1 引言光纤材料是光纤激光、光纤通信、光纤传感等领域中的重要材料.以掺镱光纤作为增益介质的光纤激光器,凭借其效率高、可靠性强、光束质量好、重量轻及体积小等突出优势,成为高功率激光器产业中的理想器件[1,2].目前,掺镱光纤激光器不仅在工业、医学、探测等多个领域有广泛的应用,并且逐渐扩展到了太空环境、加速器和
物理学报 2021年19期2021-11-01
- 近年来宝石辐照处理技术的研究进展
除辐照产生的杂质色心这一难题，还有就是如何对经过核辐照改色宝石进行无损鉴定[5]。2 辐照处理理论基础宝石的辐照改色，是指借助60Co辐照源装置、辐照(电子、粒子)加速器以及核反应堆等大型仪器，使高能重入射粒子和轻入射粒子进入宝石的晶格中，通过位移碰撞(弹性碰撞、非弹性碰撞)、电离激发的方式产生晶格缺陷，形成离子缺陷心和电荷缺陷心，最终改变宝石的颜色或色调[7-8]。按照质量的相对大小可以分为重入射粒子和轻入射粒子，质量大小决定了入射粒子的阻止本领并直接影
超硬材料工程 2021年3期2021-08-11
- 基于磁集聚效应的系综NV色心磁检测增强*
0051)高灵敏色心量子自旋磁检测是弱磁、极弱磁检测及成像应用的关键. 本文通过搭建结合磁力线集聚结构(MFC)的系综金刚石氮空位(NV)色心的宽视场磁分布成像系统, 对系综金刚石NV色心磁检测增强进行了系统研究. 首先基于磁力线集聚效应仿真设计并制造了成对的T型薄片状MFC结构, 利用连续波光探测磁共振(ODMR)宽视场磁成像技术对MFC的磁增强效果进行验证. 实验测试的MFC间距的最小值为1.0 mm,此时磁增强倍数约为10.35, 通过进一步对比不同
物理学报 2021年14期2021-08-05
- 金刚石纳米线氮空位色心的表面与尺寸效应
胡 伟，刘小峰，李震宇，杨金龙（合肥微尺度物质科学国家研究中心,中国科学技术大学,合肥230026）Nitrogen-vacancy（NV）centers in diamond［1―3］have been widely studied experimentally and theoretically due to their outstanding properties and wide-ranging applications in condensed
高等学校化学学报 2021年7期2021-07-11
- 我国首次在固态体系实现突破标准量子极限的磁测量
刚石中的氮—空位色心（NV色心），得益于固态晶格的保护，其可以很好地工作在室温大气环境下。然而，固态晶格在保护NV色心的同时，其本身相较于真空也是一种更复杂、混乱的环境。这使得确定性地制备自旋纯态、高保真度的自旋操控等都变得十分困难，因此尽管在该体系上有一些与标准量子极限相关的工作，但突破标准量子极限仍未实现。为了突破标准量子极限，研究团队综合发展了一系列技术。基于这些技术，研究人员在基于NV色心的固态自旋体系中成功地突破了标准量子极限。其中，在真实噪声环
网信军民融合 2021年8期2021-04-17
- 金刚石氮-空位色心惯性测量技术发展与展望
-空位(NV-)色心体系，因固体自旋密度高、基态与激发态能级结构稳定[10]、可实现可见光波段极化检测[11]、常压室温下自旋弛豫时间长(可达ms量级)[12]、可被微波与射频信号操控等特点[13]，被广泛应用于量子计算和量子传感等研究领域。基于金刚石NV-固体原子自旋惯性测量技术[14-16]，为面向微小型低成本应用量子陀螺仪的实现提供了新的可能。金刚石NV-色心惯性测量方案于2012年首次提出，分别包括基于几何相位[14，16]和动力学相位[15]的测
导航定位与授时 2021年2期2021-04-16
- 电子自旋的声学操纵能改善量子控制
提供新的可能性。色心是晶体中的晶格缺陷，可以捕获一个或多个额外的电子。被捕获的电子通常会吸收可见光谱中的光，因此，透明材料（例如：金刚石）会通过这些中心着色。色心通常与某些磁性有关，这使它们在量子技术应用中很有前途，例如：量子存储器或量子传感器。科学上的挑战在于开发有效的方法来控制电子的磁量子特性，或者说控制它们的自旋状态。近年来，碳化硅色心自旋操控成为了新兴的研究方向。最近，德国保罗德鲁德固态电子研究所、亥姆赫兹德累斯顿罗森多夫研究中心和俄罗斯科学院艾菲
电子产品可靠性与环境试验 2021年6期2021-03-30
- 金刚石氮-空位色心的原子自旋声子耦合机理*
ncy， NV)色心是金刚石中的一种原子点缺陷.自从实现NV 色心的光探测磁共振以来， NV 色心受到了人们的广泛关注[1].室温下， NV 色心这一固态单自旋体系具有毫秒量级的相干时间， 可用光学共聚焦系统进行初始化和读出， 并且利用交变磁场实现单个自旋量子态的调控.这些优良性质使之被用于量子计算[2]、量子模拟[3]及量子物理基本问题[4-7]等研究.近年来，基于体系设计的纳米分辨率量子探测器， 在物理学、化学、生物学等领域具有广泛而重要的应用前景[8
物理学报 2021年6期2021-03-26
- 基于神经网络的金刚石色心自动识别算法实现
ancy,NV)色心就是金刚石中由氮原子形成的晶体缺陷,在金刚石中,若1个碳原子被1个氮原子替代并且相邻位置的碳原子缺失形成空穴,则构成1个NV色心。金刚石NV色心具有荧光稳定性好、荧光强度高,其中的电子自旋相干时间较长,同时易于实现微波操控和光学激发等优良特性,这使得金刚石NV色心被广泛应用于量子技术领域。本文实验采用的系统结构如图1所示。在真实的实验场景下,扫描到的数据是金刚石某区域的单光子计数率矩阵,本文把计数率矩阵转化为灰度图。由于实验中不可避免地
合肥工业大学学报（自然科学版） 2020年12期2021-01-05
- 金刚石氮-空位缺陷发光的温度依赖性*
空位缺陷 (NV色心).NV色心存在两种电荷状态， 中性NV0与负电荷NV—， 分别对应着光致发光(PL)光谱中2.155 eV与1.945 eV零声子线[1]. NV色心具有室温自旋相干时间长、荧光发射强度高和信噪比高便于测量等优异性质， 使其可应用于量子信息及高灵敏探针等领域[2，3]. 对于金刚石半导体器件来说， 必须考虑到周围环境对器件微观缺陷的影响. 因此， 金刚石缺陷的温度依赖性研究引起了人们的极大兴趣.Davies[4]利用耦合声子态的有效密
物理学报 2020年12期2020-07-04
- 不同离子辐照氟化锂材料时原位发光光谱测量分析*
. 近红外波段的色心发光峰强度及其演变行为表明其耐辐照性能好于可见光波段的F2 色心.1 引 言氟化锂中的点缺陷及其聚集体(F 型色心)凭借其良好的辐射敏感度、室温稳定性以及光学性能优异等特点在可调谐激光器、辐射成像探测器及热释光剂量计等领域具有重要的应用价值[1−4]. 目前色心的制备可利用多种辐射源在氟化锂材料中着色生成稳定、均匀的色心, 辐照条件的差异对色心的形成和稳定性有着明显的影响[5−7], 因此不同辐照条件下材料中点缺陷及其聚集体的生成和演变
物理学报 2020年10期2020-06-04
- 纳米金刚石材料的研究进展
光线的缺陷被称为色心。色心属于点缺陷，它可以选择吸收可见光能量并产生颜色，常见的颜色有黄色、粉色、蓝色。金刚石中的色心大致有NV色心、SiV色心、镍相关色心、铬相关色心[3,74]。色心可以存在于各种形态的金刚石材料中，如块体金刚石和纳米金刚石。随着纳米科技的进步，研究发现当纳米级别尺度的金刚石内含有色心时(又成为荧光纳米金刚石)，其相比于块体金刚石材料在某些方面变得更具优势：如含有色心的纳米金刚石可以在生物方面得到应用，比如生物荧光标记[75]；也可以实
人工晶体学报 2019年11期2019-12-23
- CH4N2S掺杂金刚石的高压合成及其色心研究
由于金刚石中很多色心的形成都与氮缺陷相关，因此合成体系中S的引入也会一定程度上影响金刚石内部色心的形成。近年来，研究发现与氮相关的NV色心在量子超控、纳米传感、高分辨率成像等新兴高端技术领域有很大的应用前景[4]。NV色心包括电中性的NV0和电负性的NV-色心，NV色心的形成原因是氮进入到金刚石晶格中使晶格畸变，导致在氮的近邻处产生空穴，从而形成NV色心[5-6]。NV色心的结构为一个孤立氮原子结合一个空穴形成电中性的NV0色心，当电中性的NV0色心捕获一
人工晶体学报 2019年9期2019-10-19
- NV色心浓度与退火温度的Boltzmann模型
位缺陷中心(NV色心)的相关理论和应用一直是近年来研究的热点[1-2]。由于其具有室温可以观测到的零声子线，发光较强，物理性质稳定，并且相干时间较长，是一种良好的单光子源[3]。其应用领域十分广阔，比如温度测量[4-6]，磁场测量[4,7]，微波测量[8-11]，超分辨率成像[12-14]，量子调控[15]和量子纠缠[16]等等。目前NV色心的制备主要有三种方法，分别是氮离子注入[17]，电子辐照[17]和高温退火[18]。目前，相关文献报道中对退火温度的
人工晶体学报 2019年5期2019-06-18
- 石英玻璃辐照诱导缺陷结构的研究
导使石英玻璃产生色心缺陷而着色、光谱透过性能下降是影响其抗辐照性能的重要因素，也是国内外石英玻璃辐照损伤研究和缺陷研究的重点内容。2 辐致损伤的机制辐射的类型及特征如表1所示[3～6]，主要包括电离辐射和非电离辐射。电离辐射是指辐射与物质相互作用使物质的原子、分子发生电离的辐射。非电离辐射能量较电离辐射弱，不会使物质电离，而会改变分子或原子的旋转、振动或价层的电子轨态。不同原子的电离需要的能量不同，以量子能量12eV 为临界值，远紫外辐射以及波长更大的紫外
中国建材科技 2019年1期2019-06-18
- 合肥工大在金刚石NV色心量子控制领域取得重要进展
验室在金刚石NV色心量子调控技术上取得多项进展，分别完成了多比特强耦合量子寄存器的制备，以及NV色心电子自旋态的Wigner函数表征。两项成果分别发表于应用物理著名学术期刊《Physical Review Applied》(中科院JCR一区)和《Applied Physics Letters》(自然指数杂志)上。据了解，金刚石NV色心是目前量子信息领域研究的热点方向，它是金刚石中由氮原子(N)和邻近的空穴(V)组成的一个分子缺陷结构，结合附近的核自旋可以组
超硬材料工程 2019年4期2019-03-18
- 基于金刚石体系中氮-空位色心的固态量子传感∗
子(囚禁离子)、色心以及超导等.这些物理体系在不同尺度、不同温度下可以实现极高灵敏度和精确度的测量.而金刚石氮-空位色心(NV色心)一直是量子传感的代表性体系.自从20世纪末德国科学家完成对NV色心单电子自旋量子态的光学探测磁共振技术(ODMR)以来,基于该体系的量子传感得到了快速发展[1].金刚石中的NV色心在室温下具有得天独厚的属性:稳定的荧光发射、超长的电子自旋相干时间、良好的可拓展性、成熟的微波操作技术以及简易的光学读出手段.当前,NV色心已经成为
物理学报 2018年16期2018-09-11
- 基于金刚石氮-空位色心的精密磁测量∗
氮-空位(NV)色心是金刚石中的一种点缺陷.自1997年实现单个NV色心的光探测磁共振以来[3],这一体系逐步受到了人们的广泛关注.室温下,NV色心这一固态单自旋体系具有毫秒量级的相干时间,可用光学共聚焦系统进行初始化和读出,并且利用交变磁场实现单个自旋量子态的调控.这些优良性质使之被用于量子计算、量子模拟以及量子物理基本问题的实验研究.近年来,以该体系作为磁信号量子探测器的微观磁共振技术快速发展,已经实现纳米分辨率、单自旋灵敏度的微观磁共振,在物理学、化
物理学报 2018年16期2018-09-11
- 基于金刚石NV色心的纳米∗尺度磁场测量和成像技术
的基于金刚石NV色心(nitrogen-vacancy color center,NV center)的磁测量技术相对于传统的磁测量技术,例如霍尔效应传感器、超导量子干涉仪、磁力显微镜等具有诸多优势:工作温度覆盖亚开尔文到600开尔文,空间分辨率能够达到亚纳米,灵敏度达到纳特斯拉级别,同时对样品本身磁场没有任何侵扰.另一方面,作为一个传感器,NV色心由于其原子尺度的大小,能够靠近待测样品到纳米量级,结合其高灵敏度的优势就能够实现单电子自旋、单核自旋的测量.
物理学报 2018年13期2018-08-02
- 金刚石氮空位色心耦合机械振子和腔场系统中方差压缩研究∗
氮空位中心(NV色心)在室温下具有毫秒量级的长相干时间,也很容易被微波操控,并被激光高效率地读出其状态,是实现量子计算的优良载体,被认为有望实现室温下的量子计算和高灵敏度量子测量以及在量子信息处理、纳米尺度空间中的磁场与电场、温度的灵敏探测等相关领域具有巨大的应用价值[6].把金刚石氮空位中心与纳米机械振子耦合起来,用于精密测量,量子信息处理等成为了一个热门的研究题目[5].利用梯度磁场诱导的金刚石NV色心与微纳米机械振子运动之间的耦合,实现了百纳米尺度的
物理学报 2018年4期2018-03-26
- 利用金刚石氮-空位色心精确测量弱磁场的探索∗
用金刚石氮-空位色心精确测量弱磁场的探索∗李路思 李红蕙 周黎黎 杨炙盛 艾清†(北京师范大学物理学系,北京 100875)弱磁探测,金刚石氮-空位色心,退相干1 引 言弱磁探测,如地磁场的精确测量,在航天、航空、航海导航以及远程精确制导等方面有重要意义.目前测量弱磁场的超灵敏度磁力仪有霍尔探针扫描显微镜、磁力显微镜[1,2]、质子磁力仪[2]、超导量子干涉仪等[2,3],但需要在特定条件(如低温和高真空度)下进行测量,且成本较高.研究发现,鸟类的视网膜[
物理学报 2017年23期2017-12-25
- 高低温条件下氟化锂材料的离子激发发光光谱分析
;高温时各类型F色心的发光强度在较小的注量下即可达到饱和值或开始衰减.辐照初期受扰激子峰(296 nm)发光强度的上升过程表明不能排除受扰激子峰与点缺陷发光中心相关的可能性,激子峰强度的上升源自低注量时核弹性碰撞产生的应变键;温度对空位迁徙速率及非辐射复合的影响是造成发光强度随注量演变差异的重要原因.1 引 言离子辐照绝缘体或者半导体材料过程中,材料中靶原子的外层电子激发跃迁释放出光子,这一现象称为离子激发发光(ion beam induced lumin
物理学报 2017年20期2017-11-12
- 氟化锂晶体的色心效应在环境热点剂量监测中的研究
验的结果，分析了色心生成的阈值及其分光光度计读数随剂量的变化关系，为上述设备的老化管理与延寿工作奠定基础，以提高核电运营的经济性与安全性。关键词：氟化锂晶体剂量计；色心；剂量监测核电站需要监测设备的环境剂量，以修正设计的初始值，优化设备的维护、更新与延寿方案，并为事故后决策提供依据，从而提高核电设计与运营的经济性与安全性。这些设备主要为核岛内成本极高的关键设备或更换难度极大的设备，如控制棒驱动装置、主蒸汽隔离阀的驱动装置等。正常运行工况下，一台1000 M
科技风 2017年4期2017-05-30
- 热交换法生长掺锆蓝宝石单晶及其光谱性能研究
能消除晶体的F+色心缺陷，提高晶体在波长257 nm处的透过率；Zr:sapphire晶体在可见、红外波段的透过率分别为83.41%、83.20%，掺入ZrO2后蓝宝石晶体依然保持其良好的可见、红外光学性能。掺锆蓝宝石晶体； 吸收光谱； 透过光谱； 热交换法1 引 言人造蓝宝晶体(α-Al2O3)是一种性能非常优异的功能材料，具有硬度大、熔点高、化学性能稳定、机械性能良好、电气绝缘性优良、热传导性高等特点[1-3]，在紫外、可见、红外波段具有较高的透过率[
硅酸盐通报 2016年4期2016-10-14
- 伽马辐照对掺铒光纤性能影响的研究
的变化规律。基于色心模型对掺铒光纤的辐照作用机理进行了分析，并据此对掺铒光纤在辐照中的性能变化趋势进行了预测推断。然后根据掺铒光纤的工作原理和应用特性，在伽马辐照条件下对两种不同型号(EDF-L-980和MP980)掺铒光纤的980 nm波段损耗谱、1 530 nm波段损耗谱以及发射光谱的特性进行了在线实时监测，并在辐照停止后进行了恢复测量。研究表明，在辐照中两种掺铒光纤的性能变化趋势一致。在损耗谱方面，980 nm波段和1 530 nm波段的损耗随辐照单
光谱学与光谱分析 2016年6期2016-07-12
- 掺锗石英光纤的稳态和瞬态γ辐射效应研究
饱和指数关系，与色心浓度微分方程推导出的结论相一致。在辐照总剂量相同的情况下，光纤辐射感生损耗随辐照剂量率的增大而增大。辐照期间有光注入较无光注入时的光纤辐射感生损耗低，证实了光褪色效应的存在。对实验用650、850和1 310 nm 3个波长，光纤辐射感生损耗随波长的增大而减小。与光纤稳态辐射感生损耗相比，光纤瞬态辐射感生损耗要大得多；光纤瞬态辐射感生损耗峰值与脉冲总剂量呈线性关系，这与饱和指数关系在低剂量下的泰勒展开近似一致。掺锗石英光纤；稳态；瞬态；
原子能科学技术 2015年12期2015-07-07
- 基于光纤辐射效应的温度传感器工作波长研究
光纤中产生大量的色心缺陷点，色心的形成大大增加了光纤对光的吸收，进而引起光纤RIA效应[1～3]。色心有稳定和不稳定两种，不稳定色心在高于自身稳定温度的环境温度下，会发生分解或转化为其他色心，即发生退火，而稳定色心则能稳定存在于光纤中[4～6]。辐射后的光纤在经充分高温退火后，其RIA值对温度有单调稳定的依赖性[7～9]。基于RIA的这一温度特性可以研制一种新型的光纤温度传感器。影响光纤RIA温度特性的因素有很多，如辐射总剂量、光功率、传输光波长等[8]。
传感器与微系统 2015年4期2015-05-11
- 纳米金刚石颗粒的衬底增强效应研究*
ancy，NV)色心结构由于磁灵敏特性等优点，近年来被广泛地应用到生物荧光标记材料［9］，Dr.Ambika Bumb 研究小组采用nm 级荧光金刚石结构实现了对癌细胞的标定和靶向作用检测，然而需要进一步提高金刚石NV 色心结构的荧光信号相对强度，提高金刚石结构作为荧光标记结构的检测分辨率［10］。表面拉曼(Raman)增强效应已被广泛地应用于增强分子结构的荧光和Raman 信号，实现对分子信息的高灵敏的检测表征。研究人员已经通过采用不同衬底结构、不同材料
传感器与微系统 2015年11期2015-04-01
- 她好色
罗 西女人起了色心，说明经济好转，房价会下跌，因为她们更在乎的是男色、纯粹的性魅力，是情感，是情趣，而非物质。曾经有个女人问我：“婚前要做什么才立于不败之地？”我戏说：“房子要男方买，床一定要女方买，这样午夜一言不合吵起来，你就可以义正词严地说：‘请你滚下我的床。’”女人是一个国家的风向标：当女人爱读书时，这个国家是恬静的；当女人崇拜金钱时，这个国家是喧哗的；当女人好色时，这个国家是性感的。我们的文化里不缺谋略、勇敢，缺的正是性感。所以，女性大面积好色，
爱你 2014年17期2014-08-09
- 彩色钻石品鉴（六）
晶格结构缺陷形成色心致色。放射性物质对钻石辐射后，将钻石中碳原子从晶格中击出，产生一个空穴。这个空穴中没有电子填充，也不可能用其它方法恢复原有晶体结构，它永远存在于晶体之中，这个空穴能吸收可见光而使钻石产生颜色，称为辐射色心，标以代号为GR1色心。很多文献报道了钻石的绿色是由GR1色心产生。学者刘严研究了绿色Ia型钻石形所机制，认为GR1色心吸收长波可见光，Ia型钻石中存在的N3色心（由三个氮原子和一个碳原子组成的结构色心 ）吸收短波可见光，从而使辐射处理
上海质量 2013年2期2013-09-10
- 2013年基于金刚石色心量子信息研讨会在中国科技大学召开
13年基于金刚石色心量子信息研讨会”（QDiamond 2013：Workshop on Quantum Information using NV centers in Diamond）在我校东区师生活动中心学术报告厅举行。德国斯图加特大学、乌尔姆大学，香港中文大学，美国加州大学伯克利分校、加州理工大学，瑞士苏黎世理工大学，澳大利亚默尔本大学，中科院物理所，中科院武汉物数所等单位70多位在基于金刚石色心量子操控与精密探测领域的中外专家学者参加此次研讨会。国
超硬材料工程 2013年4期2013-04-01
- 色女当道
一直不敢将自己的色心拿出来晒在光天化日下，现在好了，有小S等色女开路，心情超爽，一路顺畅。《蜗居》里面最火爆的一个场景，海藻躺在床上和宋思明调情，玩弄……反正你知道那是啥，一边玩一边还嘴里念念有词：我让它往左，它就往左，我让它向右，它就向右，我把它打个结，唔，不够长……哇呀呀，要多香艳有多香艳，这是色女典范啊！试想，一个娇滴滴的小女子，和男人躺在床上，小手拨弄来，拨弄去，情欲上升，酣畅淋漓，多么的心情愉悦。海藻就是这样做的，最后她得到了什么呢——宋思明爱她
恋爱婚姻家庭·养生版 2011年5期2011-09-08
- LiF:F2晶体在飞秒激光作用下色心转变机理研究
在飞秒激光作用下色心转变机理研究余娟 西安邮电学院电子与信息工程系 710121通过实验观察到L iF:F2晶体在红外飞秒激光脉冲作用下发生色心类型转变现象，本文对该晶体发生色心类型转变的物理过程进行了推理并定性地给出了图像说明。LiF:F2晶体;红外;飞秒激光脉冲;色心LiF:F2crystal; infrared radiation; femtosecond laser pulse; color center前言碱金属卤化物、碱土金属氟化物等透明的离子
中国科技信息 2010年14期2010-11-18
- 男人的色心很简单
说自话”。男人的色心一直是最令女人头疼的东西，同时也是被女人严加提防的，可艾小羊却独树一帜说，女人未必真正了解男人的色心，一旦你了解了，就会知道它有多简单……时隔5年，女友的大学恋人不远千里来探望她。事先我们设想了许多浪漫、罪恶、跌宕起伏的偷情细节，结果却只是一顿平淡的怀旧晚餐。“他赶火车坐汽车。耗费财力物力就为了跟我吃顿饭?这男人也太不精明了。”男人色心大发时。女人骂他们猪狗不如。而男人一旦正人君子起来，女人其实有些小小的失落。另外一个男人喜欢出入KTV
37°女人 2009年10期2009-10-30