氮空位 (NV) 中心作為生物相容性磁強(qiáng)計(jì)的應(yīng)用引起了研究人員的極大興趣。NV中心是一種點(diǎn)缺陷，它由金剛石晶格中的空位和與之相鄰的取代氮原子組成，這些缺陷在室溫下表現(xiàn)出光學(xué)可尋址磁場(chǎng)響應(yīng)，這一過(guò)程稱為光學(xué)檢測(cè)磁共振(Optically Detected Magnetic Resonance, ODMR)。
來(lái)自德國(guó)農(nóng)工大學(xué)的研究者開(kāi)發(fā)了一種NV傳感器的寬場(chǎng)弛豫測(cè)量法，該技術(shù)在室溫下應(yīng)用，無(wú)需微波控制頻率或感應(yīng)磁場(chǎng)。研究人員測(cè)量了摻雜磷的塊狀NV傳感器的弛豫時(shí)間，結(jié)果優(yōu)于參考值。此外，NV金剛石中的磷摻雜可使激發(fā)波長(zhǎng)發(fā)生紅移，這一特性有助于降低細(xì)胞毒性。
圖1 寬視場(chǎng)顯微鏡對(duì)容納NV傳感器的微帶電路成像
德國(guó)農(nóng)工大學(xué)的研究者表示，該系統(tǒng)能夠通過(guò)光學(xué)檢測(cè)光致發(fā)光強(qiáng)度的差異來(lái)讀出自旋狀態(tài)的能力。因?yàn)樵谳^長(zhǎng)的波長(zhǎng)下，組織穿透深度增加且光毒性效應(yīng)減少，因此這對(duì)于生物應(yīng)用來(lái)說(shuō)是很有前景的。該系統(tǒng)配備的鑫圖Dhyana 95相機(jī)采用背照式sCMOS技術(shù)，具有200 nm~1100 nm的寬光譜響應(yīng)能力，高達(dá)95%的峰值量子效率，讀出噪聲低于2 e-，具有顯著的高信噪比優(yōu)勢(shì)。相機(jī)采用DSNU及PRNU校準(zhǔn)技術(shù)，不僅提高了成像背景質(zhì)量，還增強(qiáng)了定量分析的精準(zhǔn)度，從而幫助科學(xué)研究獲得更可靠的結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
Keppler M A, Tovar C, Alghannam F S, et al. Widefield relaxometry with phosphorus doped NV sensor[C]//Synthesis and Photonics of Nanoscale Materials XVI. SPIE, 2019, 10907: 8-15.
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