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我国科学家首次纳米级空间分辨电磁场量子传感

2019-10-24 来源:太平洋电脑网  浏览:    关键词:量子,科学,纳米,科普

近日,据媒体音讯,中国科大郭光灿院士团队的孙方稳小组实验完成了50纳米空间分辨力高精度多功用量子传感。该系列研讨成果日前发表在应用物理权威期刊《应用物理评论》上。微纳光电子器件具有尺寸小、电磁场强度低、易受干扰等特性,因而,微纳电磁场探测技术需求同时处置高空间分辨力、高丈量灵活度及非破坏性丈量等难题和应战。

科研人员提出应用量子传感和量子探针等新思绪,展开了具有纳米级空间分辨力的远场光学超分辨成像新技术。分离高保真度量子态调控技术,完成了同时具有高空间分辨力、高丈量灵活度及非破坏性丈量的微纳电磁场丈量技术。

科研人员首先基于金刚石氮—空位色心中电荷态的调控,提出并完成了具有纳米级空间分辨力超低泵浦功率的电荷态耗尽纳米成像术,完成了4.1纳米空间分辨力的电子自旋量子态的成像与检测。实验取得的成像分辨力是光学衍射极限的1/86,超越了受激辐射损耗荧光显微成像术,2014年度诺贝尔化学奖所取得的1/67的精度,将有望应用在活体生物检测中。他们进一步将CSD纳米成像术与荧光寿命成像、光学偏振态检测、电子自旋态高保真度量子操控技术相分离,完成了对金属纳米线结构所携带的光场态密度、偏振、电流及其产生的磁场等多个物理量的非破坏性丈量,空间分辨力达50纳米,使得该微纳光电磁场的探测精准度超越了96%。

这些系列成果为高空间分辨力非破坏电磁场检测和适用化的量子传感打下了基础,将应用于微纳电磁场及光电子芯片的检测,并拓宽远场超分辨成像技术的应用场景。

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