用于磁共振波谱的金刚石量子传感器：当前应用和未来展望

作者：

罗伯托·里扎托，尼克·冯·格拉芬斯坦，多米尼克·布赫

摘要

核磁共振和电子自旋共振方法是利用粒子自旋探测物质不可或缺的技术，在基础物理学、化学、生物学和医学等各个学科都有应用。尽管具有多功能性，但该技术的灵敏度，特别是对于核磁共振的灵敏度，本质上是低的，这通常将磁共振信号的检测限制在宏观样品体积上。近年来，基于金刚石氮空位中心的原子大小的磁场量子传感器为在微米和纳米尺度上检测MR信号铺平了道路，甚至可以检测到单次自旋。从这个角度来看，我们概述了这项不断发展的技术发展的最有前途的方向。预计生命科学将取得重大进展，包括在单分子和细胞研究、芯片实验室分析以及自由基或离子检测中的应用。同样，NV-MR有望对材料研究的各个领域产生重大影响，例如表面科学、催化、二维材料、薄膜、极端条件下的材料和量子技术。