華中科技大學(xué)提出全光學(xué)埃米級(jí)量子磁成像新方案
近日，華中科技大學(xué)物理學(xué)院智能量子中心、HUST-UULM中德量子傳感與量子測(cè)量實(shí)驗(yàn)室蔡建明教授團(tuán)隊(duì)與美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯丁分校研究團(tuán)隊(duì)合作，提出了一種基于二維范德瓦爾斯固態(tài)自旋的全光學(xué)埃米級(jí)（百億分之一米）量子磁成像新方案，有望實(shí)現(xiàn)原子尺度磁結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)成像。該研究成果以“All-optical magnetic imaging protocol to achieve angstrom-scale resolution”為題發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上。 :pC;`iQ
在研究凝聚態(tài)物理中的磁序、拓?fù)鋺B(tài)和量子相變等前沿問(wèn)題時(shí)，如何“看見”原子級(jí)別的磁性排列一直具有挑戰(zhàn)，對(duì)具備超高空間分辨率的磁成像技術(shù)提出了迫切需求。目前主要的方法如掃描隧道顯微鏡（STM）、電子自旋共振STM（ESR-STM）和磁交換力顯微鏡（MExFM）雖已實(shí)現(xiàn)埃米級(jí)分辨率，但仍存在測(cè)量系統(tǒng)復(fù)雜、探針會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生擾動(dòng)等問(wèn)題。本工作創(chuàng)新性地將二維范德瓦爾斯材料中的原子級(jí)薄層中的自旋缺陷作為量子自旋探針，并與太赫茲散射近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（THz s-SNOM）結(jié)合，構(gòu)建出一種全新的量子磁成像機(jī)制（圖1所示）。 Tj/GClD:%
[attachment=133036] Je7RrCz
圖1.全光學(xué)埃米級(jí)量子磁成像原理示意圖。將二維范德瓦爾斯體系中的固態(tài)缺陷結(jié)構(gòu)與太赫茲近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高分辨率磁結(jié)構(gòu)成像 G*n2Ii
通過(guò)精確控制探針與樣品間的距離至數(shù)埃范圍內(nèi)，使強(qiáng)交換相互作用成為主導(dǎo)（圖2所示），再結(jié)合太赫茲光調(diào)控和對(duì)自旋依賴熒光信號(hào)的探測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性信息的高靈敏度和高空間分辨率讀取。與依賴微波或機(jī)械諧振系統(tǒng)的磁成像手段相比，該方法完全使用光學(xué)手段，具有更強(qiáng)的系統(tǒng)兼容性，對(duì)樣品的擾動(dòng)更小，同時(shí)顯著簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置的復(fù)雜性以及對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求。 _
Jc 2&(;
[attachment=133038] <$Yi ]ty
圖2.自旋-自旋相互作用隨探針-樣品距離變化的關(guān)系 9y]
安远县|
伊春市|
攀枝花市|
平顶山市|
雷波县|
措美县|
望城县|
大新县|
财经|
新泰市|
通辽市|
胶南市|
叶城县|
辽源市|
屏山县|
大石桥市|
余姚市|
婺源县|
留坝县|
洛宁县|
疏勒县|
邯郸县|
雅安市|
平果县|
德庆县|
桃源县|
沅陵县|
万山特区|
车致|
阿拉善左旗|
来安县|
建宁县|
驻马店市|
大石桥市|
石狮市|
招远市|
普洱|
合川市|
仪陇县|
微山县|
通辽市|
|