基于金刚石氮-空位色</br>心系综的宽场磁成像

解决方案

利用金刚石中氮 - 空位（NV）中心系综对磁信号进行宽场成像，因其兼具微米级分辨率、毫米级视场以及与物理和生命科学领域多种样品的兼容性，引起了人们日益增长的兴趣。最近，与传统测量相比，基于拉姆齐协议的宽场NV磁成像实现了均匀且更高的灵敏度。在此，我们将基于拉姆齐的协议与自旋浴驱动相结合，以延长NV自旋退相时间并提高磁灵敏度。我们还采用高速相机实现动态宽场磁成像。我们通过对人工制造的导线模型产生的磁场进行成像，来验证这种量子金刚石显微镜（QDM）的实用性。在270×270微米的视场上，实现了4.1(1)纳特斯拉/√赫兹的中值每像素磁灵敏度，空间分辨率为210微米，时间分辨率低于一毫秒。重要的是，通过时间平均和信号调制，空间磁噪声基底可以降低到皮特斯拉量级，这使得能够对峰 - 峰值振幅差约为300皮特斯拉的磁场模式进行成像。最后，我们讨论了这种动态QDM在研究生物矿化和电活性细胞方面的潜在新应用。