論文の概要: Surface NMR using quantum sensors in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.15955v1
• Date: Mon, 29 Mar 2021 21:12:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-06 05:40:49.287421
• Title: Surface NMR using quantum sensors in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の量子センサを用いた表面NMR
• Authors: Kristina S. Liu, Alex Henning, Markus W. Heindl, Robin D. Allert, Johannes D. Bartl, Ian D. Sharp, Roberto Rizzato, Dominik B. Bucher
• Abstract要約: 核磁気共鳴分光法(NMR)は広く用いられている技術であり、非侵襲的に提供される分子情報のために界面を探索するのに理想的である。 ここでは、ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を量子センサーとして、化学修飾された酸化アルミニウム表面から核磁気共鳴信号を光学的に検出する。 このことは、量子センサーが非単層感度を持つ新しい表面感応性ツールとして、強力な技術的複雑さのさらなる利点を生かして、その場でNMR分析を行う能力を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Characterization of the molecular properties of surfaces under ambient or chemically reactive conditions is a fundamental scientific challenge. Moreover, many traditional analytical techniques used for probing surfaces often lack dynamic or molecular selectivity, which limits their applicability for mechanistic and kinetic studies under realistic chemical conditions. Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) is a widely used technique and would be ideal for probing interfaces due to the molecular information it provides noninvasively. However, it lacks the sensitivity to probe the small number of spins at surfaces. Here, we use nitrogen vacancy (NV) centers in diamond as quantum sensors to optically detect nuclear magnetic resonance signals from chemically modified aluminum oxide surfaces, prepared with atomic layer deposition (ALD). With the surface NV-NMR technique, we are able to monitor in real-time the formation kinetics of a self assembled monolayer (SAM) based on phosphonate anchoring chemistry to the surface. This demonstrates the capability of quantum sensors as a new surface-sensitive tool with sub-monolayer sensitivity for in-situ NMR analysis with the additional advantage of a strongly reduced technical complexity.
• Abstract（参考訳）: 環境または化学反応条件下での表面の分子特性のキャラクタリゼーションは、科学的に重要な課題である。 さらに、表面の探索に用いられる多くの伝統的な分析技術には動的あるいは分子選択性が欠如しており、リアルな化学条件下での機械学および運動学研究への適用性が制限されている。 核磁気共鳴分光法(nmr)は、非侵襲的に提供される分子情報のために界面を調べるのに理想的な技術である。 しかし、表面で少数のスピンを観測する感度が欠如している。 ここでは,原子層堆積法(ald)で作製した化学修飾酸化アルミニウム表面からの核磁気共鳴信号を光学的に検出するために,ダイヤモンド中の窒素空隙(nv)中心を量子センサとして用いる。 表面NV-NMR法により, 表面へのホスホネート固定化学に基づく自己集積単分子膜(SAM)の形成速度をリアルタイムに観測することができる。 このことは、量子センサーが非単層感度を持つ新しい表面感応性ツールとして、強力な技術的複雑さのさらなる利点を生かして、その場でNMR分析を行う能力を示している。

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