Microscopía cuántica de campo amplio con centros de vacío de nitrógeno en diamante: Fortalezas, limitaciones y perspectivas

Una capa densa de centros de vacío de nitrógeno (NV) cerca de la superficie de un diamante puede ser interrogada en un microscopio óptico de campo amplio para obtener mapas espacialmente resueltos de cantidades locales como campo magnético, campo eléctrico y deformación de la red, proporcionando información potencialmente valiosa sobre una muestra o dispositivo colocado en proximidad. Desde la primera realización experimental de un microscopio NV de campo amplio en 2010, la tecnología ha visto un desarrollo rápido y demostración de aplicaciones en diversas áreas, incluyendo la física de la materia condensada, geociencia y biología. Esta Perspectiva analiza las fortalezas y debilidades de la microscopía NV de campo amplio con el fin de identificar las aplicaciones más prometedoras y guiar el desarrollo futuro. Comenzamos con una breve revisión del sensor cuántico con conjuntos de centros NV y la implementación experimental de la microscopía NV de campo amplio. Luego comparamos esta tecnología con técnicas de microscopía alternativas comúnmente empleadas para sondear materiales magnéticos y distribuciones de flujo de carga. Se discuten las limitaciones actuales en resolución espacial, precisión de medición, sensibilidad magnética, condiciones de operación y facilidad de uso. Finalmente, identificamos los avances tecnológicos que resuelven las limitaciones mencionadas y argumentamos que su implementación daría lugar a un microscopio NV de campo amplio práctico, accesible y de alto rendimiento.