固態材料中的單個量子位是近年來出現的一個多用途的量子資訊平臺。其中，金剛石中的氮空位（NV）中心已成為量子感測中檢測各種物理引數的有力工具，包括電場和磁場、溫度、力、應變，具有極高的精度和解析度。它已廣泛應用於不同條件下，從環境樣品到超高壓和低溫樣品。它可以檢測量子相變以及神經元活動。
香港科技大學楊森副教授團隊和北京計算科學研究中心趙楠研究員團隊總結了以氮空位缺陷為基礎的量子精密測量的物理基礎、測量手段以及最近的應用。
相關研究成果以“Diamond quantum sensors： from physics to applications on condensed matter research”為題，發表在Functional Diamond上。
NV中心在各個研究領域都很強大，如圖1所示。利用NV中心的不同性質可以完成有趣的研究工作。
圖 1。 NV 中心的多功能性，包括壓力下的磁場感應，電場感測，應力感測，溫度感測和磁成像。
文獻連結：
https：//www。tandfonline。com/doi/full/10。1080/26941112。2021。1964926
通訊作者：
楊森
博士，香港科技大學物理系副教授，主要研究基於固體材料的奈米技術和量子光學，尤其是基於單個固體點缺陷的量子計算，量子通訊和量子感測，以及二維材料的激子的玻色愛因斯坦凝聚等領域的研究。以通訊作者在《科學》，《自然光子學》等學術刊物上發表多篇研究論文。香港科技大學的實驗團隊主要研究固態系統中的量子資訊科技，包括量子計算、量子通訊和量子感測測量，尤其是基於金剛石裡氮空位中心的量子科技。團隊研發出首個基於金剛石單個核自旋的高效量子光學儲存器和用於高壓量子材料研究的量子感測器等。正在進行的研究包括研發基於金剛石的量子晶片，建立遠端光量子網路以及研究量子材料的超導和磁特性等。團隊也進行基於碳基半導體的應用物理研究，包括髮明基於碳顆粒的鐳射直寫晶片加工技術等，擁有相關專利。
趙楠
博士，中國工程物理研究院北京計算科學研究中心研究員。2003年獲清華大學物理學學士學位，2008年獲清華大學物理學博士學位。先後在香港中文大學物理系（訪問學者、博士後）和德國斯圖加特大學（博士後）工作。主要從事利用金剛石缺陷自旋量子系統進行精密測量的物理理論研究。趙楠博士共發表學術論文50餘篇（其中第一作者或通訊作者共30餘篇）。這些論文中的13篇發表在包括《自然》及其子刊和《物理學評論快報》在內的高水平重要期刊上。擔任科技部青年973專案《自旋及其複合系統的量子操縱與相干整合研究》（已順利結題）首席科學家。
金剛石論壇
高功率器件與碳基散熱解決方案
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10、金剛石在電子封裝和相變儲熱領域的研究進展
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參考來源：Functional Diamond
