热压六方氮化硼中硼空位实现室温无对准磁测量

磁场传感技术在通信、环境监测和生物医学诊断等领域具有关键应用价值。基于固态自旋缺陷(如金刚石氮-空位中心或六方氮化硼单晶中的硼空位)的量子传感器通常需要精确对准外磁场与缺陷自旋量化轴才能实现可靠传感,这种对准要求增加了器件集成难度并限制规模化应用。该研究团队在商用热压多晶氮化硼材料中,通过带负电的硼空位(VB-)实现了室温光探测磁共振。多晶材料随机取向的晶粒自然覆盖了广泛的自旋量化轴方向,从而实现了无需对准的磁场检测。数值模拟进一步证实,即便存在灵敏度各向异性,传感功能仍可实现。这项工作确立了热压氮化硼作为量子磁强计稳健实用平台的地位,为开发适用于实际部署的低成本、可规模化且机械稳定的量子磁场传感器开辟了新途径。

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