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摘要
金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy, NV-)色心系综在温度测量原理上具有超高灵敏、微纳米级空间分辨率的特点，该方法利用色心最外层2个未成对电子自旋相互作用产生的零场分裂能实现温度测量，通常采用灵敏度分析方法来衡量其温度敏感信号的信噪比。为有效提高灵敏度，推导了无外加磁场时连续式温度测量灵敏度的理论模型，分析了影响信噪比的主要因素；优化了微波天线直径、激光和微波功率对光探测磁共振(optically detected magnetic resonance, ODMR)谱线线宽和荧光对比度的影响。在303～318 K范围内标定了零场分裂能D与温度T的关系，得到系统所用高浓度色心样品的dD/dT为-73.42 kHz/K,标定结果的相对标准偏差为5.3%。最终对不同温度的灵敏度进行测量，低频段平均灵敏度达到0.50 K/Hz1/2(<10 Hz)的水平。
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