Relaxometría e Imágenes de Desfase de Nanopartículas de Magnetita Superparamagnética Usando un Qubit Único

Para estudiar la dinámica magnética de nanopartículas superparamagnéticas, utilizamos relajometría con sonda de exploración y desfase del centro de vacío de nitrógeno (NV) en diamante, caracterizando el ruido de espín de una única partícula de magnetita de 10 nm. Además, mostramos la anisotropía de la dependencia de la sensibilidad NV respecto al método de medición de decoherencia aplicado. Al comparar el cambio en el tiempo de relajación (T1) y en el tiempo de desfase (T2) en el centro NV al escanear una nanopartícula sobre él, somos capaces de extraer el diámetro de la nanopartícula y la distancia desde el centro NV utilizando un modelo de Ornstein-Uhlenbeck para las fluctuaciones de la nanopartícula. Esta técnica de sonda de exploración puede ser utilizada en el futuro para caracterizar diferentes sustitutos de etiquetas de espín tanto para aplicaciones médicas como para el comportamiento básico de nanopartículas magnéticas.