金膜增强了量子传感能力

早在2019年，纺织缺陷就被称为量子比特被发现在二维材料(六方氮化硼)，可扩大超薄领域量子传感。这些科学家在他们的发现中遇到了障碍，这引发了一场科学竞赛来解决这些问题。它们的灵敏度受到其低亮度和低对比度的磁共振信号的限制。

研究人员发表了一文章他们强调了这种通过量子位在二维材料中进行传感的新方法的优点，并概述了目前的不足。

普渡大学的一组研究人员在他们的工作中克服了量子比特信号的缺点，用2D材料开发超薄量子传感器。他们发表在纳米快报解决了一些关键问题，并通过实验取得了更好的结果。

他们的做法有什么不同?物理学与天文学、电子与计算机工程副教授李同仓博士解释说，黄金电影促成了这一突破。

“在我们的工作中，我们使用了一种黄金薄膜，将自旋量子位元的亮度提高了17倍，”李说。“金膜支持表面等离子体，可以加速光子发射，因此我们可以收集更多的光子，从而获得更多的信号。此外，我们通过优化微波波导的设计，将其磁共振信号的对比度提高了10倍。因此，我们大大提高了这些自旋缺陷的灵敏度，用于检测磁场、局部温度和局部压力。”

“这篇论文记录了Sunil A. Bhave教授、Yong P. Chen教授、Pramey Upadhyaya教授和我的研究小组合作的结果，”Li说。“普渡大学的合作氛围对我们迅速取得这些成果至关重要。”

在这个实验中，研究小组将绿色激光和微波应用到二维材料中的自旋量子位上。在绿色激光的照射下，这种材料会发出不同颜色的光子(红色和近红外)。光子发射的速率取决于磁场、温度和压力。因此，这些自旋量子位的亮度会随着磁场、温度或压力的变化而改变。因此，他们能够以高灵敏度精确测量磁场。

未来，该小组计划利用这些自旋量子位研究新材料。他们还希望进一步改善信号，使二维材料中的单个自旋量子位可以用于具有前所未有的灵敏度和分辨率的量子传感。