論文の概要: High speed microcircuit and synthetic biosignal widefield imaging using nitrogen vacancies in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.14156v1
• Date: Thu, 29 Jul 2021 16:27:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 11:21:50.613627
• Title: High speed microcircuit and synthetic biosignal widefield imaging using nitrogen vacancies in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔を用いた高速マイクロサーキットおよび合成生体信号ワイドフィールドイメージング
• Authors: James L. Webb, Luca Troise, Nikolaj W. Hansen, Louise F. Frellsen, Christian Osterkamp, Fedor Jelezko, Steffen Jankuhn, Jan Meijer, Kirstine Berg-S{\o}rensen, Jean-Fran\c{c}ois Perrier, Alexander Huck, Ulrik Lund Andersen
• Abstract要約: 微視的リソグラフィーパターン回路からの信号をマイクロメートルスケールで画像化する方法を示す。 新しいタイプのロックインアンプカメラを用いて、交流信号とパルス電流信号の空間的回復を1ミリ秒以下で実証する。 最後に,生体神経ネットワークにおける信号の正確な形状を再現した合成信号の回復の原理を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.62475518267084
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The ability to measure the passage of electrical current with high spatial and temporal resolution is vital for applications ranging from inspection of microscopic electronic circuits to biosensing. Being able to image such signals passively and remotely at the same time is of high importance, to measure without invasive disruption of the system under study or the signal itself. A new approach to achieve this utilises point defects in solid state materials, in particular nitrogen vacancy (NV) centres in diamond. Acting as a high density array of independent sensors, addressable opto-electronically and highly sensitive to factors including temperature and magnetic field, these are ideally suited to microscopic widefield imaging. In this work we demonstrate such imaging of signals from a microscopic lithographically patterned circuit at the micrometer scale. Using a new type of lock-in amplifier camera, we demonstrate sub-millisecond (up to 3500 frames-per-second) spatially resolved recovery of AC and pulsed electrical current signals, without aliasing or undersampling. Finally, we demonstrate as a proof of principle the recovery of synthetic signals replicating the exact form of signals in a biological neural network: the hippocampus of a mouse.
• Abstract（参考訳）: 微小電子回路の検査からバイオセンシングまで,高い空間分解能と時間分解能で電流の通過を計測する能力は不可欠である。 このような信号を受動的かつ遠隔的に同時に撮像できることは、研究中のシステムや信号自体の侵入的破壊を伴わずに測定することが重要である。 これを達成するための新しいアプローチは、固体材料、特にダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心の点欠陥を利用する。 高密度の独立センサアレイとして機能し、温度や磁場などの要因に対処可能で高感度であり、顕微鏡の広視野イメージングに最適である。 本研究では,マイクロメートルスケールの微視的リソグラフィパターン回路からの信号のイメージングを実証する。 新しいタイプのロックインアンプカメラを用いて,交流信号とパルス電流信号の空間的回復を,エイリアスやアンダーサンプリングを伴わずに,ミリ秒未満(最大3500フレーム/秒)で実証した。 最後に,生体神経系における信号の正確な形態を再現する合成信号(マウス海馬)の回復の原理を実証する。

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