論文の概要: Microfluidic quantum sensing platform for lab-on-a-chip applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.01651v3
- Date: Tue, 1 Nov 2022 13:56:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 23:18:18.793382
- Title: Microfluidic quantum sensing platform for lab-on-a-chip applications
- Title（参考訳）: ラボオンチップ応用のためのマイクロ流体量子センシングプラットフォーム
- Authors: Robin D. Allert, Fleming Bruckmaier, Nick R. Neuling, Fabian A.
Freire-Moschovitis, Kristina S. Liu, Claudia Schrepel, Philip Sch\"atzle,
Peter Knittel, Martin Hermans, Dominik B. Bucher
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心のような固体スピン量子センサのための完全に統合されたマイクロ流体プラットフォームを提案する。
我々の研究は、電気化学、高スループット反応スクリーニング、バイオアナリシス、オルガン・オン・ア・チップ、単細胞研究など、LOCデバイスでの新しい化学分析機能への扉を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Lab-on-a-chip (LOC) applications have emerged as invaluable physical and life
sciences tools. The advantages stem from advanced system miniaturization, thus,
requiring far less sample volume while allowing for complex functionality,
increased reproducibility, and high throughput. However, LOC applications
necessitate extensive sensor miniaturization to leverage these inherent
advantages fully. Atom-sized quantum sensors are highly promising to bridge
this gap and have enabled measurements of temperature, electric and magnetic
fields on the nano- to microscale. Nevertheless, the technical complexity of
both disciplines has so far impeded an uncompromising combination of LOC
systems and quantum sensors. Here, we present a fully integrated microfluidic
platform for solid-state spin quantum sensors, such as the nitrogen-vacancy
(NV) center in diamond. Our platform fulfills all technical requirements, such
as fast spin manipulation, enabling full quantum sensing capabilities,
biocompatibility, and easy adaptability to arbitrary channel and chip
geometries. To illustrate the vast potential of quantum sensors in LOC systems,
we demonstrate various NV center-based sensing modalities for chemical analysis
in our microfluidic platform, ranging from paramagnetic ion detection to
high-resolution microscale NV-NMR. Consequently, our work opens the door for
novel chemical analysis capabilities within LOC devices with applications in
electrochemistry, high throughput reaction screening, bioanalytics,
organ-on-a-chip, or single-cell studies.
- Abstract（参考訳）: Lab-on-a-chip (LOC) の応用は、物理的および生命科学のツールとして重要視されている。
利点はシステムの小型化によるものであり、複雑な機能、再現性の向上、高いスループットを実現しながら、サンプルボリュームをはるかに少なくすることができる。
しかし、LOCアプリケーションはこれらの固有の利点を完全に活用するために、広範囲なセンサーの小型化を必要とする。
原子サイズの量子センサーはこのギャップを埋め、ナノからマイクロスケールの温度、電気、磁場の測定を可能にしている。
それでも、両方の分野の技術的な複雑さは、LOCシステムと量子センサーの非競合的な組み合わせを妨げている。
本稿では,ダイヤモンド中のnv(nvacancy)センターなど,固体スピン量子センサのための完全統合型マイクロ流体プラットフォームを提案する。
我々のプラットフォームは、高速スピン操作、完全な量子センシング機能、生体適合性、任意のチャネルやチップジオメトリへの適応性など、すべての技術的要件を満たす。
LOCシステムにおける量子センサの膨大な可能性を説明するため,我々は超磁性イオン検出から高分解能マイクロスケールのNV-NMRまで,マイクロ流体プラットフォームにおける化学分析のための様々なNV中心型センシングモードを実証した。
その結果, 電気化学, 高スループット反応スクリーニング, バイオアナリシス, オルガン・オン・ア・チップ, シングルセル研究など, LOCデバイス内での新しい化学分析能力の扉が開けた。
関連論文リスト
- On-demand transposition across light-matter interaction regimes in
bosonic cQED [69.65384453064829]
ボソニックcQEDは、非線形回路素子に結合した高温超伝導キャビティの光電場を用いる。
空洞コヒーレンスを劣化させることなく, 相互作用系を高速に切り替える実験を行った。
我々の研究は、単一のプラットフォーム内での光-物質相互作用のフル範囲を探索する新しいパラダイムを開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-22T13:01:32Z) - Complex 3-Dimensional Microscale Structures for Quantum Sensing
Applications [0.5200820391621738]
本研究では,NV(Nitrogen Vacancy)センターに基づく量子センサをホストする,高度にカスタマイズ可能な3次元構造の作製手法を提案する。
このアプローチは、従来の単一結晶量子センシングプラットフォームを構築する際の課題を克服する。
マイクロスケールでの温度・磁場の高感度光センシングを実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-27T23:45:40Z) - Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin [79.16635054977068]
電子スピンレジスタのサイズを拡大するためのスケーラブルなアプローチを提案する。
我々は, 中心NVのコヒーレンス限界外における未知電子スピンの検出とコヒーレント制御を実証するために, このアプローチを実験的に実現した。
我々の研究は、ナノスケールセンシングを推進し、誤り訂正のための相関ノイズスペクトロスコピーを有効にし、量子通信のためのスピンチェーン量子ワイヤの実現を促進するため、より大きな量子レジスタを工学的に開発する方法を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:55:16Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a
quantum sensor [50.591267188664666]
特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。
我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。
2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-28T12:56:15Z) - Advances in nano- and microscale NMR spectroscopy using diamond quantum
sensors [0.0]
量子技術はここ数年で急速な発展を遂げてきた。
ダイヤモンドの窒素空孔中心は原子サイズのセンサーで、前例のない長さで核磁気共鳴(NMR)信号を検出することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-24T16:22:11Z) - Quantum Logic Enhanced Sensing in Solid-State Spin Ensembles [0.0]
固体ハイブリッド2量子ビットセンサのマクロアンサンブルに対する量子論理の高感度化を実証する。
その結果,信号対雑音比は30倍に向上し,感度向上度は桁違いに向上した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-23T15:54:53Z) - Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators [61.035185179008224]
超伝導量子回路は、主要な量子コンピューティングプラットフォームの一つである。
超伝導量子コンピューティングを実用上重要な点に進めるためには、デコヒーレンスに繋がる物質不完全性を特定し、対処することが重要である。
ここでは、テラヘルツ走査近接場光学顕微鏡を用いて、シリコン上の湿式エッチングアルミニウム共振器の局所誘電特性とキャリア濃度を調査する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T11:06:34Z) - Integrated and portable magnetometer based on nitrogen-vacancy ensembles
in diamond [0.0]
ダイヤモンド中の負の荷電窒素空洞は、室温で磁場を測定するための有望な高感度プラットフォームとして出現している。
ここでは, 粗大な実験装置を使わずに, 全機能部品を完全統合した繊維系NV磁力計を実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-02T09:49:23Z) - A Chirality-Based Quantum Leap [46.53135635900099]
キラル自由度は、物質や電磁場において起こる。
キラル分子およびナノマテリアルにおけるキラル誘起スピン選択性(CISS)効果の最近の観察
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-31T22:47:39Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。