摘要：物理学家通过将2D材料作为下一代纳米级矢量磁力测定法展示了量子传感的突破。...

剑桥大学的一组物理学家通过证明在六角形硼（HBN）中使用旋转缺陷作为功能强大的，室温传感器，能够检测纳米级的矢量磁场，从而揭示了量子传感的突破。这些发现，发表在自然通讯，标志着迈向更实用和多功能量子技术的重要一步。

“量子传感器使我们能够检测到各种数量的纳米级变化。在磁化标准的情况下，量子传感器能够可视化纳米级的可视化属性，例如当前流量和磁化材料，从而导致发现新物理和功能性的材料，”这项研究的研究是Carmem Gilardoni博士，这项研究是Cambrdge Cabbrdge的Cabbrdge cavendge实验室的研究。 “这项工作将这种能力带到了新的水平，使用HBN，这种材料不仅与纳米级应用兼容，而且与最先进的纳米级量子传感器相比，还提供了新的自由度。”

迄今为止，只有在钻石中的氮空位（NV）中心缺陷时，在环境条件下的纳米级量子测定法才有可能。虽然是一种强大的技术，但这些传感器的局限性是由其基本的光体物理学产生的。特别是，NV中心是单轴传感器，具有有限的动态范围用于磁场检测。相比之下，剑桥团队的HBN传感器开发没有共享这些局限性，而是提供了具有较大动态范围的磁场的多轴传感器。

该团队的工作展示了该新传感器的功能，并提供了对其感测优势属性的起源的机械理解。重要的是，团队发现低对称性和偶然激发的状态光率是动态范围和矢量功能的原因。

HBN是一种类似于石墨烯的二维材料，可以将其剥落至仅几个原子层厚。 HBN晶格中的原子尺度缺陷以对局部磁条件敏感的方式吸收并发出可见光，使其成为量子传感应用的理想候选者。

在这项研究中，该小组使用称为光学检测到的磁共振（ODMR）的技术研究了HBN缺陷荧光对磁场变化的响应。通过仔细自旋响应并将其与光子发射动力学的详细分析相结合，团队可以揭示系统的基本光速率及其与缺陷对称性的连接，以及这种组合如何导致强大而多功能的磁场传感器。

“ ODMR并不是一种新技术 - 但是我们所表明的是，使用HBN平台构建的探针可以在各种新情况下应用。这令人兴奋，因为它以我们以前无法以我们无法做到的方式为成像磁性现象和纳米材料打开了大门。”

汉娜·斯特恩（Hannah Stern）教授与卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）共同领导研究。 “宿主材料的2D性质也为使用该传感器打开了令人兴奋的新可能性。例如，该技术的空间分辨率取决于样品和传感器之间的距离。使用原子上薄的材料，我们可以实现原子量表的空间图形图。”