日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜江峰院士、王亞教授等人在量子精密測量領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，提出基于信號關(guān)聯(lián)的新量子傳感范式，實(shí)現(xiàn)對金剛石內(nèi)點(diǎn)缺陷的高精度成像，并實(shí)時觀測了點(diǎn)缺陷的電荷動力學(xué)。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《自然·光子學(xué)》。
此次工作中，研究團(tuán)隊提出了一種新的量子傳感范式，即利用多個量子傳感器之間的信號關(guān)聯(lián)，提升對復(fù)雜對象的解析能力和重構(gòu)精度。研究團(tuán)隊基于自主發(fā)展的氮-空位色心制備技術(shù)，可控制備出相距約200納米的三個氮-空位色心作為量子傳感系統(tǒng)，通過對隨機(jī)電場探測展示了這種新的量子傳感范式。
金剛石是一種性能優(yōu)異的寬禁帶半導(dǎo)體材料，材料中點(diǎn)缺陷的電荷動力學(xué)會帶來隨機(jī)的電場噪聲。研究團(tuán)隊成功對微米范圍內(nèi)16個點(diǎn)缺陷進(jìn)行了定位，定位精度最高達(dá)到1.7納米?；谶@種關(guān)聯(lián)分辨和精確定位的能力，他們還實(shí)現(xiàn)了對每個點(diǎn)缺陷電荷動力學(xué)的原位實(shí)時探測，為研究體材料內(nèi)部點(diǎn)缺陷的性質(zhì)提供了新的方法。
研究人員介紹，這一成果展示了基于量子技術(shù)的超高靈敏度缺陷探測，甚至在一千億個正常原子中出現(xiàn)一個缺陷也能探測到。這要比目前最靈敏方法的探測極限提升兩個數(shù)量級以上，有望為當(dāng)前十納米以下芯片中的缺陷檢測提供一種強(qiáng)有力的技術(shù)手段。（記者丁一鳴）
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