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摘要 金剛石內部（淺灰色）的氮空位（深藍色）量子探針對金剛石表面上的分子氫進行納米級核磁共振（NMR）操作。綠色激光控制著探針的量子態，并將其調整為目標核自旋的共振頻率。探針對氫原子的核...
金剛石內部（淺灰色）的氮空位（深藍色）量子探針對金剛石表面上的分子氫進行納米級核磁共振（NMR）操作。綠色激光控制著探針的量子態，并將其調整為目標核自旋的共振頻率。探針對氫原子的核自旋作出反應，并通過發射出的紅光提供直接測量。圖片提供：David A. Broadway/cqc2t.org
近日，墨爾本大學的研究團隊提出了一種非侵襲式分子核自旋檢測方法，為新材料和生物技術領域提供了一種新型科學工具。
醫學與生物學領域的許多研究通常都需借助核磁共振（NMR）波譜，但空間分辨率的問題一直以來都是一個技術性制約瓶頸，且NMR波譜通常需要強大的微波電場。針對這些問題，墨爾本大學Lloyd Hollenberg教授領導的研究團隊便提出了一種用量子探針進行納米級無微波NMR操作的新方法。該研究發表在期刊Nature Communications上。
墨爾本大學量子計算與通訊技術中心（CQC2T）的主任Hollenberg介紹到，這種新型的量子探針可以對微型試樣進行NMR檢測，這是傳統機器所不能做到的；而且，新型量子探針技術無需微波電場的應用，從而避免了微波電場對生物試樣所造成的分解破壞。
NMR的目的是為了對構成分子的原子核的磁信號進行檢測；但來自核自旋的信號是非常弱的，傳統的NMR機器需要數以百萬個核自旋才能檢測到信號。
但利用金剛石缺陷研制而成的量子探針僅需要幾千個自旋，就可以輕松檢測到來自核自旋的信號。
CQC2T的博士后研究員Alastair Stacey說：目前所用的大型NMR機器所存在的問題主要是檢測信號非常弱，而且檢測目標和測量設備之間的距離又太大。這就會導致出現兩個問題：一是機器只能檢測到較大的分子，測量精度大大減弱。二是需要借助強大的微波和磁場來接觸試樣，這些侵襲式手段會影響甚至破壞生物式樣。（編譯：中國超硬材料網）
醫學與生物學領域的許多研究通常都需借助核磁共振（NMR）波譜，但空間分辨率的問題一直以來都是一個技術性制約瓶頸，且NMR波譜通常需要強大的微波電場。針對這些問題，墨爾本大學Lloyd Hollenberg教授領導的研究團隊便提出了一種用量子探針進行納米級無微波NMR操作的新方法。該研究發表在期刊Nature Communications上。
墨爾本大學量子計算與通訊技術中心（CQC2T）的主任Hollenberg介紹到，這種新型的量子探針可以對微型試樣進行NMR檢測，這是傳統機器所不能做到的；而且，新型量子探針技術無需微波電場的應用，從而避免了微波電場對生物試樣所造成的分解破壞。
NMR的目的是為了對構成分子的原子核的磁信號進行檢測；但來自核自旋的信號是非常弱的，傳統的NMR機器需要數以百萬個核自旋才能檢測到信號。
但利用金剛石缺陷研制而成的量子探針僅需要幾千個自旋，就可以輕松檢測到來自核自旋的信號。
CQC2T的博士后研究員Alastair Stacey說：目前所用的大型NMR機器所存在的問題主要是檢測信號非常弱，而且檢測目標和測量設備之間的距離又太大。這就會導致出現兩個問題：一是機器只能檢測到較大的分子，測量精度大大減弱。二是需要借助強大的微波和磁場來接觸試樣，這些侵襲式手段會影響甚至破壞生物式樣。（編譯：中國超硬材料網）
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