論文の概要: High-resolution electric field imaging based on intermittent-contact mode scanning NV center electrometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.11586v1
- Date: Mon, 15 Sep 2025 05:07:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 17:26:23.152727
- Title: High-resolution electric field imaging based on intermittent-contact mode scanning NV center electrometry
- Title（参考訳）: 間欠接触モード走査型NV中心電気測定に基づく高分解能電界イメージング
- Authors: Zhi Cheng, Zhiwei Yu, Mengqi Wang, Lingfeng Yang, Zihao Cui, Ya Wang, Pengfei Wang,
- Abstract要約: 約10nmの空間分解能を実現する走査型NV中心プロトコルを実証する。
ニオブ酸強誘電体リチウムの10nm空間分解能を実験的に実証した。
この分解能でNV中心電気測定を走査することで、ナノスケールの極性テクスチャや、出現する強誘電体のダイナミクスを直接解決することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.402263147241227
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scanning nitrogen-vacancy (NV) center electrometry has shown potential for quantitative quantum imaging of electric fields at the nanoscale. However, achieving nanoscale spatial resolution remains a challenge since employing gradiometry to overcome electrostatic screening causes resolution-limiting trade-offs including the averaging effect and the sensor-sample proximity. Here, we demonstrate a scanning NV center protocol that achieves an enhanced spatial resolution of approximately 10 nm. We develop an axially symmetric probe with a sub-nanometer oscillating amplitude, which simultaneously provides robust intermittent-contact mode feedback and ensures close engagement between the diamond tip and the sample. As an example, we experimentally demonstrate a 10 nm spatial resolution on ferroelectric lithium niobate. Scanning NV center electrometry with this resolution can directly resolve the nanoscale polar textures and dynamics of emerging ferroelectrics, which commonly arise on the scale of tens of nanometers.
- Abstract（参考訳）: 窒素空孔(NV)中心電気測定は、ナノスケールの電場を定量的に量子化する可能性を示している。
しかし、静電気スクリーニングを克服するためにグラジオメトリーを用いたため、平均化効果やセンサ・サンプル近接性を含む分解能制限トレードオフが生じるため、ナノスケール空間分解能の達成は依然として課題である。
本稿では,約10nmの空間分解能を実現する走査型NV中心プロトコルを実証する。
サブナノメータ振動振幅を持つ軸対称プローブを開発し,安定な間欠接触モードフィードバックを同時に提供し,ダイヤモンド先端と試料との密接な係合を確保する。
一例として, 強誘電体リチウムニオブ酸リチウムの空間分解能を10nmで実験的に実証した。
この分解能でNV中心の電気測定を走査することで、数十ナノメートルのスケールで発生する出現する強誘電体のナノスケールの極テクスチャーやダイナミクスを直接解決することができる。
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