天津理工大学改造碳化硅量子比特体系

天津理工大学这回在生物量子探测领域算是破了个大案子。陈欣然还有唐思易的通讯员们说,量子传感器因为特别灵敏,大家都把它当成纳米世界的听诊器。可问题来了,传统那个用金刚石氮空位中心(NV center)的体系,要么得用强光照,要么得冻得冰凉,而且用在生物身上还容易把地方烧坏,根本没法在乱糟糟的身体环境里稳当工作。为了对付这堆麻烦事儿,天津理工大学的团队挑了块叫碳化硅(SiC)的材料,这块料子对身体很友好。他们盯上了里面的浅层双空位色心量子比特,用分子级的烷烯把表面给修饰了一遍,给自己穿上了一层硬硬的“保护衣”,把表面的那些乱七八糟的问题给搞定了。 这法子最近登在了《自然·材料》(Nature Materials)上。据说是因为这层保护衣把表面的缺陷给压住了,荧光也不瞎闪了,原本没那么稳的自旋信号现在好了很多。就这样弄出来的玩意儿在常温下也特别稳当。实验数据看着也不错,给表面加点油修饰一下之后,灯光一亮它就不走样,自旋的时间也变长了,最关键的是它对磁场的反应特别敏锐,差不多能达到每根赫兹信号有13纳特斯拉的精确度。这个研究说白了就是在表面上做工程改造碳化硅量子比特体系,成功把它变成了能在常温下既耐用又不伤人的“好帮手”,给以后把量子设备用在生命科学和生物医学里头铺了条大路。