量子鉆石顯微鏡(QDM)是一臺基于NV色心的以自旋磁共振為原理的寬場磁顯微鏡。鉆石中的氮-空位(NV)色心發(fā)光缺陷的自旋量子態(tài)易受到周圍的微波場和靜磁場的影響,且可以利用激光讀出。利用NV色心測量被測樣品周圍的磁場或微波場分布,可實(shí)現(xiàn)定量無損的微觀磁場成像,具有空間分辨率高、視野范圍大、可探測磁場動態(tài)范圍大、成像速度快等特點(diǎn)。
地質(zhì)磁學(xué)
地質(zhì)巖石自形成的時候就受到地磁場的磁化作用具有不同的磁性,研究地質(zhì)樣品的剩余磁性可以了解過去地球的磁場強(qiáng)度和方向。量子鉆石顯微鏡可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)樣品表面磁場分布的觀測,獲取磁矩等磁學(xué)信息。
細(xì)胞磁成像
磁成像是探測生物和物理系統(tǒng)的有力工具。量子鉆石顯微鏡打破了傳統(tǒng)磁成像方式空間分辨率不高、無法應(yīng)用于活生物樣品的操作條件的限制。利用活細(xì)胞置于NV色心表面,在實(shí)驗室環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)測量,展示了活細(xì)胞的磁成像,對生物研究具有重要價值。