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连续两台落户!基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜,近期再发高水平期刊

发布时间: 2023-04-03  点击次数: 304次

源于苏黎世联邦理工学院自旋物理实验室的Qzabre公司,结合多年的NV色心磁测量技术与扫描成像技术研发出了基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM,该系统能够实现高灵敏度和高分辨率的磁学成像。利用光探测磁共振量子计量学原理,QSM在表面的高分辨率和定量磁性分析方面提供了很好的性能。QSM显微镜采用经过验证的低漂移设计,具有高精度闭环扫描、大范围测量、高效率光学测量、直观的用户界面和简单的针尖更换等优势。


交付安装!


近日,有两台基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM在法国交付使用,其中一台在法国国家科学中心Jean Lamour研究所交付使用。除了快速定量扫描外,该系统还增加了额外的光路和定制化外壳,满足用户更加个性化的实验方案,也证明了QSM广泛的可拓展性。


在法国Jean Lamour研究所交付使用的带有定制化光路的QSM系统


另一台QSM在法国国家科学研究中心/Thales联合物理研究所交付使用。该研究所被称为自旋电子学的发源地,是因发现巨磁电阻效应而获得2007年诺贝尔奖的Albert Fert教授的工作单位。该单位在磁学领域的研究处于国际前沿地位,QSM的交付使用可以帮助用户在高分辨的磁畴成像和样品磁性的三维高分辨测量方面取得更进一步的研究成果。


法国国家科学研究中心/Thales联合物理研究 kim教授与新安装的QSM系统

 

又发高水平期刊!


对电场进行灵敏成像的技术对于理解包括表面和界面的电荷积累以及电子器件中的电场分布在内的许多纳米电子现象非常重要。一个非常具有吸引力的潜在应用是精确的可视化测量铁电和纳米铁性材料中畴的图案,而这类材料在计算和数据存储方面十分有潜力。近日,苏黎世联邦理工学院的Christian L. Degen研究组通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM,对压电(Pb[Zr0.2Ti0.8]O3)和非铁电(YMnO3)材料的电场进行了精确测量,对其畴图案进行了清晰的成像。该研究成果以《Imaging ferroelectric domains with a single-spin scanning quantum sensor》为题在2023年2月9日在线发表与Nature Physics


研究者通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM,发现可以通过使用梯度检测方案测量NV自旋的斯塔克位移来实现精确的电场检测。该研究通过对电场分布图的分析能够区分不同类型的表面电荷分布,以及重建三维电场矢量和电荷密度的图。该研究中通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜在普通环境下展现出的杂散电场和磁场的测量能力为以后研究多铁性、多功能材料和器件提供了新的手段和思路。在该研究工作中的核心部件高质量NV色心探针由QZabre公司提供,NV色心的扫描显微镜也是经过个性化设计的基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜。作为QZabre公司的起源地,该工作中展示的高精度电场测量技术证明了QZabre具有雄厚的技术支撑。


利用NV色心扫描显微镜进行电场测量的原理示意图



利用PFM和利用NV色心扫描显微镜进行测量与重建的电场和电荷分布


QSM超分辨量子磁学显微镜-典型应用

☛ 磁性纳米结构分析

☛ 铁磁/反铁磁磁畴成像

☛ 磁畴壁分析

☛ 电流分布成像

☛ 纳米尺度的温度测量

☛ 多铁材料扫描

☛ 磁场任意波形时间分辨

基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM


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