تک-چرخش electron paramagnetic resonance طیف با kilohertz طیفی قطعنامه

با وضوح بالا paramagnetic resonance روش تشخیص بر اساس الماس نیتروژن خالی (NV) رنگ مرکز کوانتومی سنسور پیشنهاد شد و تجربی اجرا شده در یک مطالعه led توسط فرهنگستان DU Jiangfeng از CAS Key آزمایشگاه Microscale رزونانس مغناطیسی از دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) از آکادمی علوم چین (CAS).

محققان به دست آمده تنها-چرخش paramagnetic resonance طیف با kilohertz (kHz) طیفی قطعنامه. مطالعه منتشر شده در علم پیشرفت.

عمده توسعه روند electron paramagnetic resonance spectroscopy است که به عنوان اطلاعات دقیق که ممکن است از به عنوان چند به عنوان نمونه ممکن است که نیاز به بالا بردن هر دو تفکيک مکانی و طیفی قطعنامه. در دهه های اخیر به وضوح فضایی شده است بهبود قابل ملاحظه یافته و تشخیص تک-چرخش paramagnetic resonance حتی رسیده به مقياس نانو با توجه به ظهور تکنولوژی تشخیص. اما طیفی وضوح باقی مانده در megahertz (MHz) مقیاس به دلیل غیرقابل کنترل سر و صدای خارجی. بنابراین یک روش جدید به توان به منظور شکستن این محدودیت در حال حاضر طیفی قطعنامه ناشی از سر و صدا.

یکی مستقیم و موثر راه برای اندازه گیری چرخش به طور طبیعی نسبت به سر و صدای خارجی. یک نوع خاصی از چرخش متحده می تواند مقاومت در برابر اختلال ميدان مغناطيسی خارجی سر و صدا و خطوط طیفی ایجاد شده توسط electron در هنگام ترانزیت بین این چرخش متحده خواهد بود تنگ شده. گزارش شده است که این پدیده نیز وجود دارد یک نوع paramagnetic مواد زیر صفر میدان مغناطیسی در تحقیقات قبلی. اما تشخیص حساسیت از سنتی paramagnetic resonance تکنولوژی مرتبط با میزان میدان مغناطیسی و تشخیص بهره وری در صفر زمینه بسیار کم است که محدودیت های کاربرد عملی.

بنابراین محققان با استفاده NV رنگ مرکز کوانتومی سنسور در الماس برای تشخیص paramagnetic resonance. کار قبلی ثابت شده است که NV رنگ مرکز هنوز تک-چرخش سطح حساسیت تشخیص حتی در صفر میشه.

به منظور رعایت باریک شدن خطوط طیفی و متوجه وضوح بالا سنجی تشخیص آن را نیز لازم برای از بین بردن گسترش طیفی خط ناشی از میهن سنسور خود را. با الهام از همبستگی تشخیص در رزونانس مغناطیسی هسته (NMR), DU تیم طراحی paramagnetic resonance همبستگی توالی مناسب برای صفر میدان که تا حد زیادی سرکوب ذاتی گسترش از میهن سنسور.

با استفاده از این روش جدید آنها را با موفقیت تشخیص تنگی انتقال اسپین الکترون از یک اتم نیتروژن در الماس خود را آزمایش. در مقایسه با روش سنتی طیفی با وضوح بهبود یافته قابل ملاحظه ای با 27 بار به 8.6 کیلو هرتز.

این نتایج تجربی نشان داد که paramagnetic resonance تکنولوژی بر اساس NV کوانتومی سنسور می تواند رسیدن به هر دو بالا و مکانی و طیفی بالا با وضوح. در همان زمان این روش محدود است شرایط سخت زیست محیطی (مانند خلاء و یا دمای پایین) است که بسیار رقابتی زیستی در برنامه های کاربردی. اطلاعات بیشتر از ساختاری پویا و تغییرات محلی و ویژگی های زیست محیطی از یک تک مولکول را می توان تجزیه و تحلیل.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.