量子鉆石原子力顯微鏡返回列表頁

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更新時間：2024-11-18 21:19:34瀏覽次數(shù)：1529次

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產(chǎn)地類別	國產(chǎn)	應用領域	化工,綜合

量子鉆石原子力顯微鏡是一臺基于NV色心自旋磁共振和AFM掃描探針技術的量子精密測量儀器,，可實現(xiàn)樣品磁學性質(zhì)的定量無損成像，具有納米級的高空間分辨以及單個自旋的超高探測靈敏度,，是研究材料磁學性質(zhì)的新利器,，在磁疇成像、二維材料,、拓撲磁結(jié)構(gòu),、超導磁學、細胞成像等領域有著廣泛應用,。

量子鉆石原子力顯微鏡應用領域

細胞原位成像

在細胞原位實現(xiàn)納米級分子成像是生物學研究的重要手段,。在眾多成像技術中，磁共振成像技術能夠快速,、無破壞地獲取樣品體內(nèi)的自旋分布圖像,，已經(jīng)廣泛應用在多個科學領域中。特別是在臨床醫(yī)學中,，因其對生物體幾乎無損傷,，對**的機理研究、診斷和**起著重要的作用,。然而,，傳統(tǒng)的磁共振成像技術使用磁感應線圈作為傳感器，空間分辨率極限在微米以上,，無法進行細胞內(nèi)分子尺度的成像,。利用QDAFM的高空間分辨率特性，研究人員觀測到了細胞內(nèi)部存在于細胞器中的鐵蛋白,，分辨率達到了10納米,。

參考文獻：

Wang, P. et al. Nanoscale magnetic imaging of ferritins in a single cell. Science advances 5, 8038 (2019).

拓撲磁結(jié)構(gòu)表征

磁性斯格明子是具有拓撲保護性質(zhì)的納米尺度渦旋磁結(jié)構(gòu),。磁性斯格明子展現(xiàn)出豐富新奇的物理學特性，為研究拓撲自旋電子學提供了新的平臺,，在未來高密度,、低能耗、非易失性計算和存儲器件中也具有潛在應用,。但是室溫下單個斯格明子的探測在實驗上仍具有挑戰(zhàn)性,。QDAFM的高靈敏度和高分辨率特點，是解決這一難題的有力工具,，通過雜散場測量可重構(gòu)出斯格明子的磁結(jié)構(gòu),。

參考文獻：

Dovzhenko, Y. et al. Magnetostatic twists in room-temperature skyrmions explored by nitrogen-vacancy center spin texture reconstruction. Nature Communications 9, 2712 (2018).

超導磁成像

對超導體及其渦旋的微觀尺度研究，能夠為理解超導機理提供重要信息,。利用CQDAFM,，可以對超導體的磁渦旋進行定量的成像研究，并擴展到眾多低溫凝聚態(tài)體系的磁性測量,。

參考文獻：

Thiel, L. et al. Quantitative nanoscale vortex imaging using a cryogenic quantum magnetomete .Nature Nanotechnology.11,677-681(2016).

固態(tài)物質(zhì)磁成像

低溫下許多固態(tài)物質(zhì)表現(xiàn)出不尋常的磁序,。NV色心的高靈敏特性覆蓋了從低溫到室溫以上的溫度范圍。CQDAFM可實現(xiàn)當前凝聚態(tài)體系中無法實現(xiàn)的納米尺度磁成像,，對于研究低溫下固態(tài)物質(zhì)的磁相轉(zhuǎn)變很有幫助,，同時也能兼容超導體的機理研究,。

參考文獻：

M. Pelliccione et al. Scanned probe imaging of nanoscale magnetism at cryogenic temperatures with a single-spin quantum sensor. Nature Nanotechnology. 11, 700（2016）