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磁共振方法實現(xiàn)核自旋簇原子尺度的結(jié)構(gòu)分析
中國科大杜江峰研究組及其理論合作者利用摻雜金剛石中氮-空位固態(tài)單電子自旋量子干涉儀，成功在室溫大氣環(huán)境下實現(xiàn)了單核自旋對的探測及其原子尺度的結(jié)構(gòu)分析。此成果發(fā)表在《自然-物理》上
傳統(tǒng)自旋磁共振研究百億個自旋組成的系綜樣品，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究和醫(yī)學應(yīng)用等各大領(lǐng)域。近年來自旋磁共振開始逐漸從統(tǒng)計平均測量向直接獲取單量子態(tài)信息邁進。實現(xiàn)該目標能夠使我們直接測量原子尺度物質(zhì)單元的組成、結(jié)構(gòu)及動力學性質(zhì)，進而更本質(zhì)地理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。然而受制于傳統(tǒng)磁共振探測方式，亟需對磁共振方法進行創(chuàng)新來實現(xiàn)這一目標。
中國科大杜江峰研究組及其合作者利用摻雜金剛石中氮-空位固態(tài)單電子自旋量子干涉儀，把微觀自旋體系產(chǎn)生的弱磁信號轉(zhuǎn)為干涉儀的相位，成功在室溫大氣環(huán)境下實現(xiàn)了單核自旋對的探測及其原子尺度的結(jié)構(gòu)分析。審稿人評述為“該工作是原創(chuàng)的和新穎的。用動力學解耦技術(shù)測量核自旋對產(chǎn)生的弱磁信號是非常有用的方法”，“該工作實現(xiàn)了對核自旋對的探測及結(jié)構(gòu)解析，此新方法將在量子信息處理和量子度量等量子信息領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。