量子科技中心_量科网

金刚石中的氮空位中心是最具前景的固态量子平台之一，可为磁场传感、温度测量和生物成像等应用提供卓越的空间分辨率和灵敏度。然而在高背景环境下（例如体外诊断场景），基于氮空位的传感器性能可能受强背景荧光干扰——尤其是硝化纤维等基底材料产生的荧光。该研究团队通过理论分析和实验验证，提出采用脉冲激光激发结合时间门控技术来抑制背景荧光，从而提升氮空位量子传感的信噪比，特别聚焦于自旋增强生物传感方向。通过使用体相金刚石中硅空位与氮空位混合体系，以及在硝化纤维基底上荧光纳米金刚石的实验研究表明：氮空位自旋共振可见度获得显著提升（信噪比最高提升4倍），测量时间因此缩短16倍。这项技术有望大幅提升未来高背景环境（如体外诊断中氮空位作为生物分子荧光标记物时）下氮空位中心的读取效率和速度。