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- 研究人員基于抗磁場自旋傳感器實現(xiàn)納米級靜電測定
- 來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2020/9/3
中國科學技術大學的杜江峰教授，史發(fā)戰(zhàn)教授和王亞教授帶領的團隊提出了一種采用連續(xù)動態(tài)去耦技術的穩(wěn)健的電學方法，其中連續(xù)驅動場提供了抗磁場的修整框架。這項研究于6月19日發(fā)表在《物理評論快報》上。
在現(xiàn)代電子設備（例如半導體晶體管和量子芯片）的開發(fā)中，尤其是當特征尺寸縮小到幾納米時，電特性的表征和對納米級動力學的理解變得非常重要。
金剛石中的氮空位（NV）中心（一種原子級自旋傳感器）已被證明是有吸引力的靜電計。使用NV中心進行靜電計測將改善各種傳感和成像應用。但是，其對磁場的自然敏感性阻礙了電場的有效檢測。
NV中心是鉆石中的缺陷，由替代氮和相鄰的空位組成。NV中心得益于諸如自旋純度環(huán)境的便利的狀態(tài)極化和長的相干時間等特性。
在這項研究中，研究人員使用了類似Ramsey的序列來測量電場。此外，他們還測量了近表面NV中心（距金剛石表面深8 nm）的移相，以評估表面電噪聲。
他們展示了一種基于金剛石自旋傳感器的納米級靜電測定的可靠方法。與通過施加非軸向磁場進行的靜電測定相比，它們的方法對電場的敏感性相同，并且對磁噪聲的耐受性更高。因此，可以獲得更高的電場靈敏度。
它們的靜電測定法更適用于存在強磁場不均勻或波動的情況，這對于使用近表面NV中心的實際應用是有利的，例如：多鐵性材料的表征。
他們還使用這種方法來研究近地表NV中心的噪聲環(huán)境。通過排除電磁噪聲，他們觀察到NV中心的相移速率與表面覆蓋液體的相對介電常數(shù)之間存在定量關系。
這項研究有助于進一步了解近表面NV中心的噪聲環(huán)境，這對于廣泛的傳感應用至關重要，并且為納米級介電傳感提供了有趣的途徑。
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