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QDM量子鉆石顯微鏡

描述：量子鉆石顯微鏡超高空間分辨率是一臺基于NV色心的以自旋磁共振為原理的寬場磁顯微鏡。鉆石中的氮-空位（NV）色心發(fā)光缺陷的自旋量子態(tài)易受到周圍的微波場和靜磁場的影響，且可以利用激光讀出。利用NV色心測量被測樣品周圍的磁場或微波場分布，可實現(xiàn)定量無損的微觀磁場成像，具有空間分辨率高、視野范圍大、可探測磁場動態(tài)范圍大、成像速度快等特點。

更新時間：2025-10-14
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量子鉆石顯微鏡
量子鉆石顯微鏡（QDM）是一臺基于NV色心的以自旋磁共振為原理的寬場磁顯微鏡。鉆石中的氮-空位（NV）色心發(fā)光缺陷的自旋量子態(tài)易受到周圍的微波場和靜磁場的影響，且可以利用激光讀出。利用NV色心測量被測樣品周圍的磁場或微波場分布，可實現(xiàn)定量無損的微觀磁場成像，具有空間分辨率高、視野范圍大、可探測磁場動態(tài)范圍大、成像速度快等特點。
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超高空間分辨率

定量無損的磁學成像

視野范圍大

成像速度快

應(yīng)用案例
地質(zhì)磁學
地質(zhì)巖石自形成的時候就受到地磁場的磁化作用具有不同的磁性，研究地質(zhì)樣品的剩余磁性可以了解過去地球的磁場強度和方向。量子鉆石顯微鏡可實現(xiàn)地質(zhì)樣品表面磁場分布的觀測，獲取磁矩等磁學信息。
參考文獻：Geochem. Geophys. Geosyst.18,8(2017): 3254.
細胞磁成像
磁成像是探測生物和物理系統(tǒng)的有力工具。量子鉆石顯微鏡打破了傳統(tǒng)磁成像方式空間分辨率不高、無法應(yīng)用于活生物樣品的操作條件的限制。利用活細胞置于NV色心表面，在實驗室環(huán)境條件下實現(xiàn)測量，展示了活細胞的磁成像，對生物研究具有重要價值。
參考文獻：Nature 496,7446 (2013): 486.
芯片電流表征
芯片的電流密度分布會在空間產(chǎn)生磁場分布，其中包含了電路的結(jié)構(gòu)、功能等信息，在半導體行業(yè)至關(guān)重要。將NV色心金剛石貼在芯片的表面，通過測量NV的熒光強度可以確定芯片周圍的磁場分布。利用量子鉆石顯微鏡磁成像，可進行芯片任務(wù)執(zhí)行過程中集成電路的操作行為等研究。
參考文獻：Phys. Rev. Applied 14(2020):014097



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