CSMNT新科技快讯202001：使用设计的NV中心在高压下对微米级样品进行磁性测量
使用设计的NV中心在高压下对微米级样品进行磁性测量
Magnetic Measurements on Micrometer-sized Samples under High Pressure using Designed NV Centers
压力可用于调整材料中结构、电子和磁性之间的相互作用。通常在金刚石砧室中施加高压，这使得微米级样品的磁性的研究难以进行。研究报告了一种基于空间分辨光学磁强计的方法，该方法基于对在金刚石砧座表面创建的氮空位（NV）中心进行成像。本研究用两种分别在室温和低温下的测量值来说明该方法：高达30吉帕斯卡的铁珠磁化强度的压力演变，以及在7千兆帕斯卡时检测到二溴化镁的超导转变。
图5. NV磁力计在DAC中的实现 （A）DAC设置方案。将250微米宽的NV中心盘植入蓝色所示的两个砧座300微米宽的底托中。样品密封垫和红宝石压力表用垫片（灰色）密封。将单环线放在垫圈上以产生微波激励。使用波长为532 nm的绿色激光激发NV中心的红色发光。通过在相机上对NV中心层进行成像，可以检测电子自旋共振对发光的影响。（B）（NV）中心基态的电子结构随着砧座中的应变和磁场引起的能级的改变。静液压压缩使共振偏移δ，而非静应变将共振分成频率为2Δstr的两个分量。施加磁场的附加影响导致总频率分裂为2Δ。（C）以NV中心为一组记录的典型共振光谱。在没有任何扰动的情况下，频谱由D = 2.87 GHz处的单个谐振组成。应变与磁场在晶体中四个NV方向上的投影的组合会导致八个共振峰。 Lesik M, Plisson T, Toraille L, et al., Science, 366(6471): 1359-1362, 2019.