全光宽场磁测量技术基于范德瓦尔斯量子传感器

六方氮化硼(\(h\)-BN)中的带负电硼空位(\(V_B^-\))中心因其范德华晶格结构及原位量子传感潜力而受到广泛关注。该团队提出并实验验证了一种基于\(V_B^-\)中心的全光宽场磁力测量策略。该策略利用\(V_B^-\)中心对磁场敏感的地面能级反交叉(GSLAC)特性,诱导\(m_S = 0\)与\(m_S = -1\)态之间的强电子自旋跃迁,从而实现无微波的磁场测量。通过监测GSLAC特征的偏移,可精确确定外部磁场。采用该技术,该团队展示了在约42 × 21 \(\mu\)m\(^2\)区域内对载流电路近场直流磁场分布的全光宽场成像。单个像素实现了估计的光子散粒噪声极限灵敏度为67.1 \(\mu\)T/\(\sqrt{\text{Hz}}\),相比ODMR方法提升了约三倍,空间分辨率约为每像素1 \(\mu\)m。该工作拓展了\(V_B^-\)中心在量子传感中的应用,为极端条件下稳健便捷的磁力测量铺平了道路。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-05 23:17

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