金刚石NV色心系综磁强计关键技术研究

发布时间：2019-08-16 13:42

【摘要】：随着科学技术的进步,微弱磁测量技术近些年来得到了极大的发展,涌现了多种基于原子自旋磁共振效应原子的磁强计。其中,金刚石氮空位(Negatively Nitrogen Vacancy,NV-)色心固态自旋能够同时满足高灵敏度与高空间分辨率的磁检测需求,同时,NV原子磁强计具有体积小、自旋相干时间长、工作温度范围大、稳定度高、启动时间快等潜在巨大优势,吸引了众多研究者的注意。研究中发现,色心浓度与均匀性、色心系综弛豫时间、激发与收集效率是影响NV原子磁强计性能最重要的几个因素,国内外研究者近年来正在对上述几个关键因素进行研究,尽管取得了一些成果,但还未见重大突破。因此,本文主要就NV系综浓度可控制备、表征,以及NV色心DC磁测量做一集中的研究,主要研究内容和取得的成果有:1、发展了磁测量敏感单元NV系综的可控制备技术,现阶段可以制备浓度小于8ppm的NV色心;同时,得到了NV色心浓度随电子注入剂量变化的规律,为后续制备所需浓度的NV色心提供了参考依据;2、自主设计并搭建了NV磁检测平台,利用此平台可实现室温中不同磁场条件下NV系综电子自旋共振检测,为实现基于NV系综的磁测量研究建立了良好的实验条件;3、通过采用CW-ESR方法,得到了利用NV系综可实现最小4.98μT的静磁检测,为后期使用脉冲时序来实现更高灵敏度的磁检测奠定了研究基础。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM936

【参考文献】

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本文编号：2527470