論文の概要: Simultaneous Determination of Local Magnetic Fields and Sensor Orientation with Nitrogen-Vacancy Centers in Nanodiamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05366v1
- Date: Mon, 07 Jul 2025 18:00:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-09 16:34:37.284223
- Title: Simultaneous Determination of Local Magnetic Fields and Sensor Orientation with Nitrogen-Vacancy Centers in Nanodiamond
- Title（参考訳）: ナノダイヤモンドにおける局所磁場の同時測定と窒素空孔中心によるセンサ配向
- Authors: Yizhou Wang, Haochen Shen, Zhongyuan Liu, Yue Yu, Shengwang Du, Chong Zu, Chuanwei Zhang,
- Abstract要約: ナノダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、生体医用イメージングアプリケーションのための有望な量子センシングプラットフォームとして登場した。
本研究では,各粒子の結晶軸と周辺ベクトル磁場を同時に決定する新しい手法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.599947374550908
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nitrogen-vacancy (NV) centers in nanodiamonds have emerged as a promising quantum sensing platform for biomedical imaging applications, yet random orientations of individual particles present significant challenges in large-scale sensor calibration. In this study, we demonstrate a novel approach to simultaneously determine each particle's crystallographic axes and the surrounding local vector magnetic field. Specifically, a minimum of four distinct bias fields is required to unambiguously extract both the orientation and the local field. We validate our method experimentally using NV centers in two scenarios: (1) in a bulk diamond with known crystal orientation as a proof of concept, and (2) on various single nanodiamonds to mimic real-world applications. Our work represents a crucial step towards unlocking the full potential of nanodiamonds for advanced applications such as in-situ biomedical imaging and nanoscale sensing in complex environments.
- Abstract（参考訳）: ナノダイアモンド中の窒素空孔(NV)センターは、バイオメディカルイメージング応用のための有望な量子センシングプラットフォームとして登場したが、個々の粒子のランダムな配向は、大規模なセンサーキャリブレーションにおいて大きな課題を呈している。
本研究では,各粒子の結晶軸と周囲の局所ベクトル磁場を同時に決定する新しい手法を示す。
具体的には、最小の4つの異なるバイアス場は、向きと局所場の両方を曖昧に抽出する必要がある。
提案手法は,(1)結晶配向が知られているバルクダイヤモンドを概念実証として,(2)ナノダイヤモンドを用いて実世界の応用を模倣する,という2つのシナリオで実験的に検証した。
我々の研究は、複雑な環境下でのバイオメディカルイメージングやナノスケールセンシングといった高度な応用のために、ナノダイアモンドの潜在能力を最大限に活用するための重要なステップである。
関連論文リスト
- Creation of Negatively Charged GeV and SnV centers in Nanodiamonds via Ion Implantation [39.93659648269682]
固体量子エミッタ、特にダイヤモンド中のグループIV空孔中心は、量子技術の研究の最前線にある。
イオン注入によるゲルマニウム・スズ空洞センターの創製について述べる。
我々はSnV$-$中心の共鳴励起と強コヒーレント駆動により高純度単一光子放出を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-25T09:25:51Z) - Optically-Trapped Nanodiamond-Relaxometry Detection of Nanomolar Paramagnetic Spins in Aqueous Environments [2.1352459760485796]
蛍光ナノダイアモンド(FNDs)の窒素空洞は、ナノスケールで温度、pH、常磁性種を感知する良い候補として浮上している。
光学的に捕捉されたFNDは、常磁性イオンに対して高い再現性を持つナノモル感度を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-30T19:00:56Z) - 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) - Toward deep-learning-assisted spectrally-resolved imaging of magnetic
noise [52.77024349608834]
本研究では,基礎となるゆらぎ磁場のスペクトル密度を効率的に再構成するディープニューラルネットワークを実装した。
これらの結果は、色中心に基づくナノスケールセンシングとイメージングに機械学習手法を適用する機会を生み出す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-01T19:18:26Z) - Wide-field magnetometry with nitrogen-vacancy centers in randomly
oriented micro-diamonds [0.46906883107634084]
NV中心を任意に配向したサブミクロメートルサイズのダイヤモンドパウダーで磁場を感知することができる。
我々の研究は不規則な表面にまで拡張することができ、ナノダイアモンドベースのフォトニックセンサーにとって有望な道のりを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-13T17:35:06Z) - Machine-learning-enhanced quantum sensors for accurate magnetic field
imaging [0.0]
磁場の局所検出はナノ・マイクロ材料の特徴付けに不可欠である。
ダイヤモンドナノ粒子(ナノダイヤモンド)は、空間分解能を高める魅力的な機会を提供する。
このようなランダム指向ナノダイアモンドアンサンブル(NDE)の物理モデルが利用可能であるが、実際の実験条件の複雑さは依然として磁場の低減の精度を制限している。
ここでは,NDEと機械学習を組み合わせた1.8mu$Tの高精度な磁場イメージングを物理モデルなしで実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-01T12:48:06Z) - Nanoscale vector AC magnetometry with a single nitrogen-vacancy center
in diamond [8.640305033813068]
ナノスケールでの交流磁場の検出は、基礎物理学から材料科学まで幅広い応用において重要である。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心のような孤立量子スピン欠陥は、高い感度で所望の空間分解能を達成することができる。
本稿では,交流磁場のベクトル成分を再構成するために単一のNVを利用するプロトコルを提案し,実験的に実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-22T17:48:40Z) - An integrated magnetometry platform with stackable waveguide-assisted
detection channels for sensing arrays [45.82374977939355]
ダイヤモンド表面下数ナノメートルのNV$-$-centerを作成できる新しいアーキテクチャを提案する。
我々は結合効率を実験的に検証し、導波路を通した磁気共鳴信号の検出を示し、磁場と温度センサの第一原理実証実験を行う。
今後,空間的,時間的相関の強い2次元センサアレイの開発が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-04T12:59:29Z) - Optimisation of a diamond nitrogen vacancy centre magnetometer for
sensing of biological signals [44.62475518267084]
ダイヤモンド中の窒素空孔中心を用いたバイオ磁気学の進歩を示す。
生体計測装置を用いて,DC/低周波域で約100pT/$sqrtHz$の磁場感度を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-05T18:44:34Z) - Construction and operation of a tabletop system for nanoscale
magnetometry with single nitrogen-vacancy centers in diamond [0.0]
ダイヤモンド中の単一の窒素空孔中心は、固体量子磁気センサの主要な候補である。
ここでは,単一NV中心を用いた量子センシングのための小型テーブルトップサイズのシステムの設計,構築,運用を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-06T06:10:53Z)
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。