量子鉆石探針實現高分辨率的矢量射頻場探測

　　射頻場的探測對于物理學、電子學與生命科學等領域的發展有著重要的意義。近年來，一些關于射頻場探測的方案被提出，但是有的探針尺寸過大，有的探針需要極端探測條件（比如低溫），它們的應用因此受到限制。

　　近日，中國科學技術大學杜江峰教授課題組通過射頻場對NV色心電子自旋躍遷的影響，在室溫下用單個電子自旋實現了對射頻場的橫向幅度、縱向幅度與相位的探測。根據分析，射頻場的橫向分量會導致電子自旋躍遷的共振頻率產生偏移，而相位與縱向分量會導致電子自旋的拉比振蕩產生變化。

　　實驗結果表明，橫向射頻場與縱向射頻場的造成的這些影響都能夠被量子鉆石探針的單個電子自旋探測到。通過測得橫向射頻場導致的偏移大小與橫向幅度的關系，得到了矢量射頻場的橫向幅度大小。通過抵消縱向射頻場與相位的影響，得到了矢量射頻場的縱向幅度與相位大小。該方法不僅可用于構建探測矢量射頻場的鉆石探針，也可以用于抵消射頻場產生的不利影響，從而實現復雜體系的精確量子調控。

　　該項目由國家重點基礎研究發展計劃(2013CB921800)、國家自然科學基金(11227901 and 31470835)、中國科學院(XDB01030400)與中央高校基本科研基金(WK2340000064)提供支持。