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Magnetic field analysis in a diamond anvil cell for Meissner effect measurement by using the diamond NV~- center
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作者 赵琳 岳冬辉 +3 位作者 刘才龙 王敏 韩永昊 高春晓 《中国物理B:英文版》 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
基于系综NV色心的温度传感器关键技术 被引量:1
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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
金刚石NV色心磁力计极限灵敏度优化方法 被引量:1
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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
基于一混合光学系统光子-光子之间的纠缠 预览
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作者 刘思平 《湖北文理学院学报》 2015年第11期23-26,共4页
基于一对耦合的光子晶体腔即光子分子和嵌入光子晶体腔中的单个金刚石氮-空缺中心(NV)组成的混合光学系统,提出一个产生光子-光子纠缠的方案.结果表明,采用现有实验数据,适当调节系统参数包括腔-腔跃迁强度、氮-空缺中心-腔频率失谐... 基于一对耦合的光子晶体腔即光子分子和嵌入光子晶体腔中的单个金刚石氮-空缺中心(NV)组成的混合光学系统,提出一个产生光子-光子纠缠的方案.结果表明,采用现有实验数据,适当调节系统参数包括腔-腔跃迁强度、氮-空缺中心-腔频率失谐量以及两腔膜之间的频率失谐量,可得到较长时间和较高纠缠度的光子-光子稳定纠缠. 展开更多
关键词 光子晶体腔 光子分子 氮-空缺中心 量子纠缠 光子-光子纠缠
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金刚石氮空位中心的研究进展及应用 被引量:6
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作者 张欢 马宗敏 +6 位作者 谢艳娜 王芳 石云波 唐军 薛晨阳 刘俊 李艳君 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第12期765-769,775共6页
综述了金刚石中氮空位(NV)中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光... 综述了金刚石中氮空位(NV)中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光学和电学等基本性质。系统综述了金刚石中NV中心的国内外研究现状,包括在物理和生物等领域的重要应用。分析了其在磁场测量、温度测量、角速率测量的超高灵敏度优势,生物标记应用上的稳定性优势以及其他方面的独特的应用前景。指出了金刚石NV中心存在的可扩展性需提高和物理机制需继续研讨等问题,并且展望了金刚石NV中心未来的发展趋势。 展开更多
关键词 氮空位(NV)中心 金刚石 弱磁探测 纳米传感 量子操控
基于固态自旋系综NV色心微波调制的磁传感技术研究 预览
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作者 高健 赵娟 +4 位作者 马宗敏 傅月平 张少文 林朝东 宋健 《测试科学与仪器:英文版》 CAS CSCD 2018年第2期188-193,共6页
针对传统磁场检测设备分辨率低、测量精度低的现状,提出了一种基于金刚石NV色心微波频率调制进行磁检测的方法。通过频率调制方法,可以降低测量系统中低频噪音干扰,提高测量灵敏度。首先通过扫描微波频率得到ESR谱线,然后利用混合高频... 针对传统磁场检测设备分辨率低、测量精度低的现状,提出了一种基于金刚石NV色心微波频率调制进行磁检测的方法。通过频率调制方法,可以降低测量系统中低频噪音干扰,提高测量灵敏度。首先通过扫描微波频率得到ESR谱线,然后利用混合高频正弦调制信号进行频率调制,并使用锁相放大器对频率进行锁定,得到频率与光谱一阶导数成比例的信号。实验结果表明,磁场检测灵敏度可达17.628 nT/Hz。该方法实现了高分辨率、高灵敏度的磁场检测。 展开更多
关键词 固态自旋系综 NV色心 微波频率调制 磁传感技术 锁相放大器
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纳米金刚石氮空位中心耦合机械振子的纠缠动力学特性
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作者 廖庆洪 金鹏 叶杨 《中国激光》 CSCD 北大核心 2018年第12期293-305,共13页
研究了二阶磁梯度诱导的纳米金刚石氮空位(NV)色心耦合机械振子系统中两机械模式与NV色心的纠缠动力学特性,分析了系统相干角、机械模式的衰减率、NV色心的自发衰减率等对纠缠的影响。研究结果表明,选择合适的系统参数可以制备机械模式... 研究了二阶磁梯度诱导的纳米金刚石氮空位(NV)色心耦合机械振子系统中两机械模式与NV色心的纠缠动力学特性,分析了系统相干角、机械模式的衰减率、NV色心的自发衰减率等对纠缠的影响。研究结果表明,选择合适的系统参数可以制备机械模式和NV色心之间的最大纠缠态;相干角对系统的纠缠动力学特性具有重要影响,当耗散存在时,通过控制相干角可以有效调节系统抵抗纠缠衰减的能力;相比于NV色心的自发衰减,机械模式的衰减使系统纠缠更快衰减和消失。 展开更多
关键词 量子光学 量子纠缠 纳米金刚石机械振子 氮空位(NV)色心 负值度
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