记者1月8日从中国科学技术大学了解到，该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、王亚教授等人在量子精密测量领域取得重要进展。他们提出基于信号关联的新量子传感范式，实现对金刚石内点缺陷的高精度成像，并实时观测了点缺陷的电荷动力学。该研究成果日前在线发表于《自然-光子学》上。
量子传感的发展，已使很多物理量的测量技术取得了革命性进展。以磁测量为例，当前实现结构解析的量子传感范式，需要对标记的自旋探测目标进行量子操控。然而，自然界中的很多物理现象既不包含自旋，也无法直接操控，如半导体中的电荷动力学导致的随机电报信号。更重要的是，当多个探测对象信号重叠相互干扰，单个量子传感器将无法对信号进行有效提取与分析。
基于此，研究团队提出了一种新的量子传感范式，即利用多个量子传感器之间的信号关联，提升对复杂对象的解析能力和重构精度。研究团队基于自主发展的氮-空位色心制备技术，可控制备出相距约200纳米的三个氮-空位色心作为量子传感系统，通过对随机电场探测展示了这种新的量子传感范式。
研究人员利用金刚石氮-空位色心激发态的直流斯塔克效应，来实现对电场的传感。当某个点缺陷的电荷状态发生改变时，三个氮-空位色心可以同时探测到因电荷变化而引起的电场变化。研究人员再利用三个色心间电场同时变化的关联特征，可以从杂乱无章的涨落电场中解析出每个点缺陷对应的电场。并且由于每个点缺陷和三个氮-空位色心的相对空间位置不同，研究人员可以根据每个氮-空位色心所感受到的电场方向和大小的不同，来精确定位出点缺陷的空间位置。此外，研究团队使用类似于卫星定位的量子定位技术，成功对微米范围内16个点缺陷进行了定位，定位精度最高达到1.7纳米。基于这种关联分辨和精确定位的能力，他们还实现了对每个点缺陷电荷动力学的原位实时探测，为研究体材料内部点缺陷的性质提供了新方法。
研究人员表示，这一成果展示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷探测，甚至在一千亿个正常原子中出现一个缺陷，这种情况也能探测到。这要比目前最灵敏方法的探测极限提升两个数量级以上，有望为当前十纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。
该文章来源互联网，如有侵权请联系删除
- 上一篇： 北京市医学科技创新院士、北京学者“领航”系列讲座启动
- 下一篇： 美私企研发月球着陆器发射升空
相关文章
相关图集
- 广东广西江西湖南等地有大到暴雨 需防范对返程的不利影响
- 全国铁路今天预计发送旅客1735万人次
- 大暴雨！雷暴大风！“五一”返程 ，这些地方要当心
- 暴雨+强对流预警 这些地方将有雷暴大风或冰雹天气
- 假日经济大放异彩 “五一”文旅消费热潮涌动
- 探月开启新征程！嫦娥六号探测器发射任务取得圆满成功
- 3毫米工序→99000立方米大船 他们在毫厘之间显身手
- 再创新高！横琴口岸单日客流超8.52万人次 同比增长53.8%
热门推荐
- 图片报道
- 预测未来
- UFO
- 离奇事件
热门图片
- 热点新闻
- 网络焦点
- 图片报道
- 1广东广西江西湖南等地有大到暴雨 需防范对返程的不利影响
- 2全国铁路今天预计发送旅客1735万人次
- 3大暴雨！雷暴大风！“五一”返程 ，这些地方要当心
- 4暴雨+强对流预警 这些地方将有雷暴大风或冰雹天气
- 5假日经济大放异彩 “五一”文旅消费热潮涌动
- 6探月开启新征程！嫦娥六号探测器发射任务取得圆满成功
- 73毫米工序→99000立方米大船 他们在毫厘之间显身手
- 8再创新高！横琴口岸单日客流超8.52万人次 同比增长53.8%
- 9广东广州、珠海将有暴雨 珠海部分地区升级发布暴雨橙色预警
- 10石头缝里“榨”出石油 我国岩油开采规模与产能不断扩大
- 11“五一”假期旅游“新”风向不断涌现 激活假日消费新活力
- 12国家医保局：打击“药贩子”非法倒卖利用医保骗保购药
- 13我国首个国家级陆相页岩油示范区一季度原油产量创新高
- 14自然资源部：采取有力措施及时消除重大事故风险隐患
- 1今上午10点，济南餐饮消费券，开抢了，能减这么多
- 2零点立交转向匝道拆除接近尾声
- 3三角楼打翻 星空调色盘
- 4科技助农 土地托管 一路麦香，这就是丰收的味道！
- 5全国大部气温先升后降 中东部大范围雨雪上线
- 6“假一赔三给4双” 一些电商知假售假为何理直气壮
- 7热门款不发货、退款无渠道……盲盒消费套路深？
- 82021年我国手机上网人数为10.29亿人
- 9欺骗性收费、花式营销，云算命呼唤云监管
- 10广西一女子被多名女子群殴拖行 被三女子按倒暴打拖行
- 11待宰水牛发狂冲进餐馆顶飞男子 该男子被突如其来水牛顶伤
- 12不可思议！天津高速鸵鸟奔跑车辆纷纷避让 车流中飞奔
- 13货车车头冲出悬崖公路悬空 导航走近路，庞大车体进退两难
- 14真的吗？警方通报男子开车撞妻子岳母 一个恍惚错将油门当刹车?