一种基于金刚石NV色心系综的磁力计

作者：赵彬彬^*; 郭浩; 赵锐; 唐军; 刘俊

来源：微纳电子技术, 2019, 56(03): 218-223.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2019.03.008

• 磁力计
• 金刚石系综
• 氮空位色心
• 光探测磁共振(ODMR)
• 极限灵敏度

金刚石氮空位(NV)色心系综磁力计的灵敏度受激光激发效率的影响很大。对此通过增加激光与金刚石的接触面积来提高NV色心的激发效率,搭建了共聚焦磁检测系统。建立了NV色心的原子模型,根据其磁检测的原理,可通过光探测磁共振(ODMR)技术来检测外部磁场。沿着金刚石[111]晶向施加静磁场,四个共振峰所对应的微波频率与磁场强度呈现线性关系。因此,可通过检测共振峰的漂移来解算出外部磁场强度。在激光功率50 mW、微波功率23 dBm时,计算得出室温下该磁力计的极限灵敏度达到0.3 nT/Hz1/2,实验测得系统的磁噪声灵敏度为0.2 nT/Hz1/2。通过提高金刚石NV色心激发效率可以进一步提高金刚石磁力计的灵敏度。

• 单位
  中北大学