研究背景
空位(NV)色心是金剛石中的一種發光點缺陷。一個氮原子取代金剛石中的碳原子，並且在臨近位有一個空穴，這樣的點缺陷被稱為NV色心。NV色心在雷射（如532nm）作用下表現出較強的螢光，並在室溫下可觀測到其零聲子線。由於NV的螢光非常穩定，是一種良好的單光子源，被用於量子金鑰分配、生物螢光標記等實驗。NV色心的自旋可通過雷射和微波實現操作和探測。
另外由於NV的電子自旋相干時間可達毫秒量級，它被認為是一種十分具有潛力的量子電腦系統。利用NV的量子寄存器、量子糾錯等實驗被驗證。同時NV也可作為納米尺寸的感測器，用於磁場、電場、溫度等物理量的測量。國際上利用NV實現了的有機材料的核磁共振訊號的測量，同時也實現了生物細胞內溫度的測量。本文使用如海光電的Portman532可擕式拉曼光譜儀對金剛石NV色心溶液進行了測試。
測試樣品及實驗儀器搭建
本次檢測使用Portman-532可擕式拉曼光譜儀進行拉曼檢測。
測試樣品
(圖1) 測試樣品
儀器搭建
(圖2) 測試系統搭建圖
實驗結果
測試條件：雷射功率100mw，積分時間1000ms。
金剛石NV色心溶液測試結果見圖3，圖中575nm、638nm（拉曼位移分別為1435cm-1，3149cm-1）特徵峰，分別對應NV色心的NV0的零聲子線與NV-的零聲子線，可通過這兩處特徵峰反映金剛石中NV色心的含量，測試結果與文獻報導相吻合[1]。在圖中未發現金剛石552nm的本徵峰，原因很可能是樣品中NV0和 NV-色心的含量較大，螢光發光過強導致本徵峰被淹沒於575nm處的聲子伴帶中[1]。
(圖3) 樣品訊號圖譜
座標切換至拉曼位移如下圖：
(圖4) 樣品訊號圖譜（拉曼）
實驗結論
本實驗利用Portman-532檢測了金剛石NV色心溶液，實驗結果表明532可擕式拉曼光譜儀可以識別出金剛石NV色心溶液的NV0和 NV-色心。
參考文獻
[1] 王生毅. 金剛石NV色心系綜製備與表徵技術研究[D].中北大學, 2018.
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Portman-532可擕式拉曼光譜儀
產品簡介
Portman-532可擕式拉曼光譜儀配置了一款適用於拉曼光譜檢測的面陣式光纖光譜儀，相比傳統的532nm拉曼光譜儀，Portman-532的靈敏度得到很大的提升，能夠檢測到細胞級別的微弱拉曼訊號。適用於對原材料的篩選、現場檢測、石墨烯合成反應、生物醫療、體外診斷及物質分析鑑定等場景；使用方便，操作簡單。檢測結果客觀準確。客戶可根據應用需求選擇最適合的產品。
產品特點
- 檢測範圍廣：200-4000cm-1
- 訊號靈敏度高，可分辨矽片的二階峰
- 能測出雞肉脂肪細胞訊號
- 高度整合，輕巧便捷
- 高穩定性