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金刚石晶体中的替位氮原子（P1中心）具有双重性：它们既是构建氮空位（NV）中心的原材料——这种中心已被广泛用作纳米级量子传感器；又因其电子自旋会产生顺磁噪声，会通过缩短相干时间来降低NV中心的性能表现。因此，准确量化氮浓度对于优化金刚石基量子器件至关重要。然而，基于光学吸收或电子顺磁共振的体相表征方法往往忽略氮含量的局部差异。 该研究团队使用氦离子显微镜，在低氮浓度的金刚石晶体中预定位点制备了纳米级NV中心阵列。随后采用双电子-电子共振（DEER）技术，将这些NV探针的检测灵敏度提升至230ppb（十亿分之一原子浓度）级别。通过将DEER谱图与数值模拟结果对比，研究人员进一步确定了离子注入过程中产生的其他未知顺磁缺陷浓度——根据注入剂量不同，该数值可达15ppb。