激光照射探测氮空位人造钻石磁场探测器效率提高千倍-开云(中国)Kaiyun·官方网站，开云(中国)Kaiyun

最近，美国麻省理工学院（MIT）研究人员利用人造钻石中的瑕疵研发出有一代超强灵敏磁场探测器，效率超过上一代探测器的将近千倍。这将为医疗领域、材料光学、走私检查甚至地质勘探带给微型化的电池电池设备。

涉及论文公开发表在4月6日在线出版发行的《大自然物理学》杂志上（NaturePhysics,2015,DOI:10.1038/nphys3291）。　　据报导，洁净钻石是几乎由碳原子构成的晶格结构，会与磁场相互作用。人造钻石中的瑕疵叫作氮晶格空位，是晶格中一个氮原子代替了碳原子构成的氮空位，空位中的电子能与磁场相互作用，对磁场十分脆弱，一块只有拇指甲1/20大小的钻石芯片就所含万亿个氮空位，每个空位都能展开磁场检测。科学家期望以此为基础用上高效便携的磁力计，问题是怎样把所有检测挤满一起。

观测一个氮空位要用激光太阳光它，它吸取光子然后再行收到光，再行升空光的强度就装载了空位磁场状态的信息。　　要用这种芯片做到精准测量，必须搜集尽量多的光子。论文第一作者、研究生汉娜克莱文森（HannahClevenson音译）说道，在以往实验中，一般来说是必要用激光唤起芯片表面的氮空位。

这样不能吸取一小部分光，大部分光都通过了钻石。而我们给钻石减少了棱面，使激光在钻石内耦合在一起，所有入射光都能被吸取利用。

　　研究人员计算出来了激光入射光晶体的角度，使激光能从各棱面光线，就像台球桌上的撞球，不知疲倦地在晶体各面上百声浪，直到它所有的能量被吸取只剩。通过的总路径特一起相似1米。MIT贾米森职业培训中心电工与计算机科学副教授德克英格伦德（DirkEnglund）说道，就像你把一个1米宽的钻石传感器仅有缠到几毫米内。

因此，芯片的泵浦激光能效超过了以往的将近千倍。我们能利用完全所有的泵浦光检测完全所有的氮空位。　　当一个光子打中氮空位中的一个电子时，不会把它击入更高的能态，当电子返回原本能态时，就不会像其他光子一样释放出来额外能量。

而一个磁场，不会弹击电子的磁向（或磁矩方向），减小它在两种能态之间的能量劣。磁场就越强劲，就不会弹击越少的电子自旋，转变空位闪烁的亮度。

　　由于氮晶格空位的几何结构，新的收到的光子不会以4种角度箭出有。每一旁敲一个透镜能搜集20%的升空光，把它们挤满到一个光探测器上，充足分解一次可信的检测。

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