美因茨大学 使用绿色激光光学初始化具有氮空位缺陷的金刚石磁力仪
信用:阿恩·威肯布鲁克，JGU 获得对磁性结构的精确理解是固态物理的主要目标之一
目前在这一领域正在进行重要的研究，目的是开发未来的数据处理应用，使用微小的磁性结构作为信息载体
约翰尼斯·古腾堡大学美因茨(JGU)和亥姆霍兹研究所美因茨的物理学家最近提出了一种结合两种不同技术研究磁性结构的新方法
这允许测量和绘制样品的磁化强度和磁场
参与这个项目的是由德米特里·布德克教授领导的工作小组的原子物理学家和由马蒂亚斯·克莱教授领导的实验固体物理学家小组
该发现发表在《物理评论应用》上
“在这个项目中，我们结合了两种以前从未一起用于分析样本的量子传感技术，”这篇文章的第一作者、布德克团队的博士生蒂尔·伦茨解释道
固态物理学中一种众所周知的方法是利用磁光克尔效应(莫克)来探测磁场和磁化强度
“但这只能给我们有限的信息，”楞次说
出于这个原因，研究人员决定将克尔效应与磁测法结合起来，利用所谓的钻石色中心来绘制磁场
“我们希望这将带来固态物理和铁磁结构方面的新见解，”圣乔治·查兹德罗索斯说，他也是布克集团的博士生
马蒂亚斯·克拉伊教授对新的测量能力感到兴奋:“钻石探针的使用提供了一种灵敏度，为测量潜力开辟了全新的选择
" 新的组合测量方法可用于各种不同的环境条件 钻石不仅是一种宝石，而且还被用来制作切割和研磨工具
金刚石晶格中的特定缺陷导致了可用于检查磁性结构的特性
这些色心，也被称为氮空位中心，是金刚石碳晶格结构中的点缺陷
由德米特里·布克教授领导的研究小组利用钻石中的这些颜色中心作为探针来测量磁性现象
金刚石中的一薄层氮空位缺陷可以用来测量样品的磁性结构
信用:阿恩·威肯布鲁克，JGU 基于金刚石的磁力计可以在非常低的温度下工作，也可以在高于室温的温度下工作，而样品和探针之间所需的距离可以很小，在几纳米的范围内
“我们在金刚石晶体中有一层薄的氮缺陷，这样我们就可以绘制磁结构图，并拍摄磁场照片，”博士解释说
来自布克集团的阿恩·威肯布鲁克
和合著者Dr
Lykourgos Bougas补充说:“通过绘制磁场的所有组成部分，我们可以补充和扩展磁光测量提供的可能性
" “借助钻石色心的探测器比传统工具灵敏得多，为我们提供了非常好的结果
我们能够获得一些令人着迷的样本，这带来了独特的合作机会，”马蒂亚斯·克拉伊教授强调，并描述了两个研究小组之间合作的优势
“结合我们互补的测量技术，可以完全重建样品的磁性
“最近发表的文章是JGU动力学和拓扑学顶级研究领域团队合作的产物，该领域由莱茵兰-法尔茨州资助
此外，这项工作也是在3D魔术项目的框架下进行的，该项目是与荷兰的Forschungszentrum Jülich和拉德布德大学Nijmegen合作发起的，并获得了ERC协同赠款
利用同步磁光克尔效应(莫克)显微术和宽场金刚石磁测术对磁性结构成像的实验装置
信用:阿恩·威肯布鲁克，JGU 引用发表在《应用物理评论》上的一篇论文:“我们的概念代表了一种新的平台，使用工程钻石磁传感器和一种允许两种测量模式的光学设置，对磁性结构的磁化和恒定磁场进行宽场成像
“除了JGU和他的两个工作组之外，法国雷恩第一大学的扬尼克·杜梅吉教授也参与其中，他作为2018年亚历山大·冯·洪堡基金会弗雷德里克·威廉·贝塞尔研究奖的获得者，也与布克小组合作
华盛顿大学的物理学家符楷梅教授也作为他的贵宾参加了这个项目
展望未来，合作伙伴计划采用新技术来分析各小组特别感兴趣的多学科方面
这些包括研究二维磁性材料、分子手性的磁效应和高温超导性
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