量子科技中心_量科网

许多自旋电子器件、磁存储器及神经形态器件依赖于空间变化的磁场。如何在大面积范围内定量成像这些磁场的完整矢量信息仍是一大挑战。现有探测技术要么以牺牲扫描速度为代价实现纳米级分辨率，要么在宽场成像中受限于矢量灵敏度或材料约束。基于金刚石氮空位（NV）色心的量子传感技术有望弥合这一鸿沟，但针对相关微结构的实用化相机式矢量磁强计方案尚未实现。本研究通过改造商用宽场显微镜，开发出兼容相机的脉冲光学检测磁共振协议，实现了微米级器件杂散磁场的矢量重构。通过解析四种NV晶格取向的塞曼位移，该团队成功重构了具有多重稳定剩磁态的微加工坡莫合金结构所产生的杂散场矢量。该方案在83μm×83μm视场内实现了≈0.52μm的空间分辨率，峰值灵敏度达(828±142) nT/√Hz，数据采集时间仅需数分钟。这些成果标志着基于标准显微镜的脉冲宽场NV磁强计技术已成为一种实用化、可扩展的工具，可用于复杂磁性器件的常规矢量解析成像。