【氮空位檢測在流體中的磁場】

明道

【氮空位檢測在流體中的磁場】

 

 

利用納米鑽石的感應磁場

物理學家在美國已開發出一種新的電子自旋共振（ESR）技術，涉及微小的鑽石和光鑷。

在液體環境中的方法，測量局部磁場，並可以被用來監視在流體中發生的現象的範圍 - 包括生物細胞和電化學裝置的過程中。

事實上，小組認為，它可以使用的技術，神經元在大腦中​​的圖像周圍電磁場。

鑽石含有氮空位（NVS），缺陷發生時，兩個相鄰的碳原子取代的氮原子和一個空的晶格位置。

一NV，是非常良好的隔離從周圍的晶格，這意味著，如果NV被放置在目標的自旋狀態，它將保持在該狀態在相當長的一段時間 - 即使在室溫下的電子自旋。

更重要的是，自旋態可以讀出可靠的，並在需要的時候重新初始化。

因此，該結構可以被用來存儲量子信息或量子探頭檢測到磁場，在其周圍的環境。

在這個最新的工作，大衛奧沙隆和他的同事在美國加州大學，聖巴巴拉看著NV中心在“納米鑽石”直徑只有100納米。

他解釋說，納米鑽石本身也可以被放置納米精度的地方，我們希望在一個樣品被搬來搬去的意願，具有潛在的應用遙感，跟踪和標記在亞微米生物系統的東西。

該球隊的納米金剛石的使用光學鑷子，其中包括使用一個單一的激光束，它緊密聚焦的光束聚焦，而不是由光束被向前推的介電粒子，例如鑽石被拉到被困。

因此，這些粒子被舉行的重點，光懸浮和被困。

通過移動激光焦點流體環境方面，我們可以選擇在何處放置顆粒採用全光技術（沒有電線或需要身體接觸），說：奧沙隆。

監測磁場

奧沙隆和他的同事們使用商業照射已創造超過500 NV中心在每一個納米金剛石顆粒的納米鑽石。

然後，研究人員使用ESR測量能級結構的NV中心。

ESR發生時，電子的自旋受到的磁場，從而產生不同的自旋取向之間的能量差。

如果樣品暴露於微波能量等於這種差異，自旋將兩個能級之間產生共鳴。

因此，通過測量諧振頻率，磁場強度可以被確定。

奧沙隆，“解釋”我們利用所謂的塞曼效應，自旋轉移的能量水平的NV中心，監視檢測出的磁場中的納米金剛石的NV傳感器。

在選定的位置在流體環境中使用激光定位納米金剛石傳感器能夠測量局部磁場可能有多個應用程序，他聲稱。

舉個例子，它可以幫助提高我們對生物細胞的過程中，電化學電池，表面催化或脂質膜，這也為我們提供了重要的生物和化學結構與傳統技術可能難以探測可視化的一種新的方式。

該小組說，它是連接到他們，使他們被吸引到某些分子的化學基團的功能化的納米鑽石，現在有興趣使用。

在這些可用於在微流體通道的組合與光學捕獲和電子自旋共振（ESR），以最大限度地提高納米金剛石傳感芯片上的排序，以確定和量化的具體目標的潛力。

這項工作是描述在國家科學院的論文集。

作者簡介

Belle DUME的是一個特約編輯nanotechweb.org的

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/sep/04/nitrogen-vacancies-detect-magnetic-fields-in-fluids