磁気センサー用ナノダイヤモンド
ナノダイヤモンド
ナノダイヤモンドは、直径10ナノメートル未満のダイヤモンド構造の粒子であり、封じ込められた空間でのTNTまたはヘキソゲン爆発の残留物として生じます。ナノダイヤモンドは、優れた機械的および光学的特性、高い表面積、および調整可能な表面構造を備えています。ナノダイヤモンドは、タンパク質模倣物やナノコンポジットのフィラー材料としても無毒であるため、トライボロジー、ドラッグデリバリー、バイオイメージング、組織工学などの生物医学的用途に幅広い可能性を秘めています。ナノダイヤモンドは完璧な機械的性能を備えており、宇宙飛行、航空機製造、情報産業、精密機械、光学機器、自動車製造、化学プラスチック、潤滑剤などのさまざまな産業で広く使用されています。
磁場の測定>
カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究者は、液体環境の局所磁場を測定するためのナノダイヤモンドとレーザーを含む電子スピン共鳴技術を開発しました。
技術
この手法は、光ピンセットを使用してトラップされたナノダイヤモンドのNV中心の電子スピン共鳴を測定することに依存しています。ナノダイヤモンドのNV中心は、非常にしっかりと集束された単一のレーザービームを使用してトラップされ、誘電体粒子はビームによって前方に押されるのではなく、ビームの焦点に引き寄せられます。したがって、粒子は焦点に保持され、光学的に浮上し、トラップされます。流体環境に対してレーザー焦点を移動することにより、粒子を配置する位置は、ワイヤーや物理的接触を必要とせずに全光学技術を使用して選択できます。
電子スピン共鳴は、エネルギーを測定するために使用されます-ゼーマン効果を使用してナノダイヤモンドのNVセンサーによって検出された磁場を監視するNVセンターのレベル構造。
用途
この方法は、生物学的細胞プロセスで発生するさまざまな現象の監視、電気化学セルなどのデバイスの研究、生物学的電気化学セルの理解、表面触媒作用、または脂質膜を使用して、困難な可能性のある重要な生物学的および化学的構造を視覚化するために使用できます
ダイヤモンドの窒素空孔（NV）中心は、室温でもスピンコヒーレンス時間が長いため、欠陥の量子スピンには時間がかかります。元の位置から反転して、確実に読み取り、必要に応じて再初期化できるようにします。したがって、これらの構造は、周囲の磁場を検出するための量子プローブとして使用できます。ナノダイヤモンドは、サンプル内の任意の場所にナノメートルの精度で配置でき、サブミクロンの生物物理システムでの検知、追跡、タグ付けのために自由に動き回ることができます。
ナノマテリアル