金刚石NV色心量子传感：北睿科技高灵敏度磁场探测方案

金刚石NV色心量子传感概述金刚石NV色心量子传感是一种利用金刚石中氮-空位NV色心的量子特性来实现高灵敏度磁场探测的技术。北睿科技基于此原理开发了可在室温下工作的高精度磁场探测方案灵敏度可达皮特斯拉级别应用于地磁场、材料分析等多个领域。NV色心原理金刚石NV色心是由一个氮原子取代碳原子并与邻近空位形成的缺陷具有自旋三重态。通过激光和微波精确操控其量子态在磁场中能级发生塞曼分裂通过光学探测磁共振ODMR技术读取信号从而推算磁场强度。北睿科技的技术优势北睿科技采用高纯度金刚石样品结合共聚焦显微镜和微波天线实现单NV色心的光学探测。其方向性测量方法可在常温下工作免去低温环境要求空间分辨率达纳米级别。性能对比相比传统磁传感器霍尔元件、SQUIDNV色心传感器具有高灵敏度、高空间分辨率、室温工作等优势。北睿科技通过优化制备工艺和信号处理算法将灵敏度控制在1 pT/√Hz量级。应用场景生物医学神经元磁场成像、癌细胞检测材料科学纳米薄膜缺陷检测地质勘探微米级磁场异常识别量子信息量子比特读出与控制参考来源北睿上海科技有限公司技术白皮书 | 《金刚石NV色心研究进展》物理学报2024