NV‌‌ها كاوشگر‌هاي مغناطيسيِ فوق العاده حساسي هستند و پايه‌اي براي تصويربرداري NMR از آنسامبل‌هاي كم تعداد از اسپين‌هاي هسته‌اي فراهم مي‌آورند. اما نمي‌توان آن‌ها را بدون خراب شدن ويژگي‌هايشان خيلي به سطحِ چيپِ الماس نزديك كرد. اين موضوع روي كمينه‌ فاصله‌اي كه جاي خالي مي‌تواند از سطح نمونه داشته باشد قيد گذاشته و حساسيت آشكارسازي‌اش را محدود مي‌كند. براي غلبه بر اين مشكل، تيم تحقيقاتي به سرپرستي فيزيكدان ميخائيل لوكين (Mikhail Lukin) و شيميدان هونگ‌كيون پارك (Hongkun  Park) از نقايص مشخصي كه به طور طبيعي در سطح الماس ظاهر مي شوند به عنوان «گزارشگر‌هاي كوانتومي» استفاده كرده‌اند- يعني واسطه‌هايي كه NV را با نمونه مرتبط كند. اين نقايص، كه از حالت‌هاي الكترونيكي با اسپين 1/2 تشكيل شده‌اند، مي توانند ميدان مغناطيسيِ حاصل از اسپين‌هاي هسته‌اي را حس كرده و اين اطلاعات را به يك NV كه چند نانومتر زير سطح قرار گرفته است منتقل كنند. آنگاه مي‌توان اطلاعات مركز NV را با روش‌هاي اپتيكي به كمك ليزرها خواند. پژوهشگران نشان داده‌اند كه چنين طرحي مي‌تواند محل تك پروتون‌هاي موجود در مولكول‌هاي سطح الماس را، با دقت آنگستروم، آشكارسازي و تعيين كند.

اين تحقيق در Physical Review Letters چاپ شده است.

منبع