Kompakte und stabile Diamant-Quanten-Sensoren für breite Anwendungen

Zusammenfassung Diese Studie schlägt kompakte, hochempfindliche und stabile Diamant-Quanten-Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen vor, einschließlich biomedizinischer und energieelektronischer Anwendungen. Um die Empfindlichkeit und die Ausrichtungsgenauigkeit im Zielbereich zu erhöhen, wird ein hochwertiger, (111)-orientierter, mit 12 C angereicherter chemischer Dampfablagede (CVD) Diamant verwendet, der eine Stickstoff-Fehlstelle (NV) im (111)-Bereich enthält. Um die Effizienz der Fluoreszenzsammlung zu erhöhen, wird der Laserstrahl von der Seitenfläche des CVD-Diamanten bestrahlt, und die Fluoreszenz wird mithilfe einer Verbundparabolspiegel-Linse (CPC) detektiert. Das Grundrauschen des magnetischen Feldsignals liegt bei 44 pT/Hz 0.5. Eine Allan-Abweichung von 1,2 pT über 1000 s der Mittelung zeigt Stabilität. Dies ist auf die Integration eines Ausgleichsschaltkreises zurückzuführen, um Laserrauschen zu kompensieren, sowie auf Mechanismen zur Kompensation von Temperaturschwankungen und ein Kupfergehäuse, um gegen elektromagnetisches Rauschfeld zu schützen.