磁性材料的顯微觀測有助于材料的微觀結(jié)構(gòu)及其形成機理的研究。隨著科學技術的發(fā)展，磁性材料研究的尺度已經(jīng)趨向于亞微米級甚至納米級。因此，超高分辨率和超高靈敏度的測試非常有助于這類尺寸材料的研究。

       源于蘇黎世聯(lián)邦理工學院自旋物理實驗室的Qzabre公司，結(jié)合多年的NV色心磁測量技術與掃描成像技術研發(fā)出了基于NV色心的超分辨量子磁學顯微鏡QSM和NV色心探針。該技術能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度和高分辨率的磁學成像，并且可以實現(xiàn)定量的磁學分析，所產(chǎn)生的磁場不會對待測樣品有擾動，在磁學顯微成像上有著顯著的優(yōu)勢。

超高分辨率、超高靈敏度的量子磁學顯微鏡！

       Qzabre公司自主研發(fā)的基于NV色心的超分辨量子磁學顯微鏡QSM集高性能、友好性、靈活性于一身，使其成為研究納米尺度磁現(xiàn)象的理想工具，在表面的高分辨率和定量磁性分析方面提供了非?？煽康男阅堋SM顯微鏡采用經(jīng)過驗證的低漂移設計，具有高精度閉環(huán)掃描、大范圍測量、高效率光學測量、直觀的用戶界面和簡單的針尖更換等優(yōu)勢。

基于NV色心的超分辨量子磁學顯微鏡外觀圖（左）和內(nèi)部構(gòu)造圖（右）

       相比于傳統(tǒng)的顯微觀測設備如克爾顯微鏡（分辨率~300 nm），磁力顯微鏡MFM(分辨率~50 nm )，該設備除了擁有優(yōu)于30 nm的磁學分辨率外，還可以進行樣品表面磁場大小的定量測試，而且NV色心作為單自旋探針, 所產(chǎn)生的磁場不會對待測樣品有擾動，在磁學顯微成像上有著顯著的優(yōu)勢。

典型應用

更耐用、更靈敏、可定制化的NV色心探針！

       傳感器針尖是任何掃描氮空位 (NV) 系統(tǒng)的核心，也是決定設備性能的關鍵因素。Qzabre對傳感器針尖進行不斷改進，使其更具光亮、堅固和高性能。金剛石部分與音叉相連，可以為原子力顯微鏡的操作提供力反饋，整個組件安裝在陶瓷芯片上，具有操作簡便，性能優(yōu)異，隨時可用等特性。

基于陶瓷基片的NV色心探針

       在與 NV 軸對齊的磁偏置場下，每個掃描針尖都具有嚴格的特性。標準<100>探頭的靈敏度分為七個等級。也可以根據(jù)客戶需要，定制各種不同類型的探針。

不同靈敏度的NV色心探針（標準<100>探針）

       在 NV 實驗中，磁雜散場的測量總是投射到 NV 軸上。該軸線取決于制作針尖的金剛石晶體取向。最常見的切割方法是<100>，其 NV 方向與法線成 54.7°。

       針對特定應用，我們還提供平面內(nèi)和平面外取向的針尖。由于信號會隨著離軸磁場的增加而減弱，因此這兩種針尖非常適用于在較高磁偏壓下的測量。平面外針尖也可用于消除方向。

不同取向的NV色心探針

       為了便于操作，Qzabre將金剛石針尖集成在一個即插即用的傳感器芯片上。極小厚度的載體設計確保了傳感器可以安裝在垂直空間狹小的顯微鏡中，同時可以根據(jù)要求定制金剛石探針的傾斜度。陶瓷芯片載體上的尺寸和接觸饋線與Akiyama探針的基底面兼容。整個傳感器芯片可兼容真空和低溫環(huán)境。另外可根據(jù)需要提供兩種針尖與 PCB 方向的標準配置：向上和向下。

向上（左）和向下（右）配置的NV色心探針

成功交付于多家國際科研院所機構(gòu)！

       Qzabre公司的基于NV色心的超高分辨量子磁學顯微鏡已在多家國際院校投入使用，目前在全球范圍內(nèi)已成功交付9套！以下為已成功驗收安裝的國際用戶名單及部分用戶驗收圖。

左）在法國Jean Lamour研究所交付使用的帶有定制化光路的QSM系統(tǒng)

右）法國國家科學研究中心/Thales聯(lián)合物理研究所kim教授與新安裝的QSM系統(tǒng)

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1、基于NV色心的超分辨量子磁學顯微鏡