单自旋氮空位磁强计增强静态场灵敏度
弱静态磁场的精密传感与成像是多种新兴纳米级应用的关键技术。虽然金刚石中的氮空位(NV)中心能以纳米级空间分辨率提供卓越的交流磁场灵敏度,但其对静态(直流)磁场的灵敏度由于自旋-自旋相互作用导致的短退相干时间(T2*)而受到根本性限制。该工作提出了一种新型混合传感方法,将软铁磁微线与单个近表面NV中心相结合,以增强其对外部静态磁场的响应。该混合配置实现了单个NV中心63 nT/√Hz的直流磁场灵敏度,比传统的非均匀展宽或T2*限制磁强测量法提高了约500倍,并具有进一步优化的潜力。这种紧凑且高度灵敏的传感器为涉及静态或缓慢变化磁场检测的量子传感应用开辟了新的机遇,可广泛应用于多个科学与技术领域。