量子钻石原子力显微镜

量子钻石原子力显微镜（QDAFM) 是一台基于 NV 色心和 AFM 扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨率以及单个自旋的超高探测灵敏度，是研究材料磁学性质的新利器，在磁畴成像、二维材料、拓扑磁结构、超导磁学、细胞成像等领域有着广泛应用。

产品特点

高精度定量磁场成像

测磁灵敏度达 1 μT/ Hz 

非侵入式无损磁成像

测磁分辨率高达 10 nm

先进的量子探针制备技术

兼容室温大气与低温真空环境

应用方向

QDAFM 在超导物理、高密度磁存储、自旋电子学、材料科学、生命科学等领域有广泛的前景。

超导磁成像
磁性斯格明子是具有拓扑保护性质的纳米尺度涡旋磁结构。磁性斯格明子展现出丰富新奇的物理学特性，为研究拓扑自旋电子学提供了新的平台，在未来高密度、低能耗、非易失性计算和存储器件中也具有潜在应用。但是室温下单个斯格明子的探测在实验上仍具有挑战性。QDAFM 的高灵敏度和高分辨率特点，是解决这一难题的有力工具，通过杂散场测量可重构出斯格明子的磁结构。

磁畴壁成像
对于磁性材料，确定其静态自旋分布是凝聚态物理中的重要问题，也是研究新型磁性器件的
关键。QDAFM 提供了一种新的测量途径，能够实现高空间分辨率的磁性成像，具有非侵入性、可覆盖宽温区、大磁场测量范围等独到优势。

细胞原位成像
在细胞原位实现纳米级分子成像是生物学研究的重要手段。在众多成像技术中，磁共振成像技术能够快速、无破坏地获取样品体内的自旋分布图像，已经广泛应用在多个科学领域中。特别是在临床医学中，因其对生物体几乎无损伤，对疾病的机理研究、诊断和治疗起着重要的作用。然而，传统的磁共振成像技术使用磁感应线圈作为传感器，空间分辨率极限在微米以上，无法进行细胞内分子尺度的成像。利用 QDAFM 的高空间分辨率特性，研究人员观测到了细胞内部存在于细胞器中的铁蛋白，分辨率达到了 10 纳米。

固态物质磁成像
低温下许多固态物质表现出不寻常的磁序。NV 色心的高灵敏特性覆盖了从低温到室温以上的温度范围。CQDAFM 可实现当前凝聚态体系中无法实现的纳米尺度磁成像，对于研究低温下固态物质的磁相转变很有帮助，同时也能兼容超导体的机理研究。

二维磁体成像
具有磁性的范德瓦耳斯晶体带有包括特殊磁电效应在内的各式新兴奇异现象，然而，对此类磁体在纳米尺度上磁性响应的定量实验研究仍非常少。CQDAFM 作为灵敏的原子级磁力计，可用于定量检测范德瓦耳斯磁体碘化镉的关键磁学性质，并对其磁化、局部缺陷和磁畴进行纳米级空间分辨率的成像。研究结果表明，CQDAFM 对于二维范德瓦耳斯磁体磁学性质的研究具有重要的意义。

拓扑磁结构表征
对超导体及其涡旋的微观尺度研究，能够为理解超导机理提供重要信息。利用 CQDAFM，可以对超导体的磁涡旋进行定量的成像研究，并扩展到众多低温凝聚态体系的磁性测量。
 

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