原理验证图示。（A）设置示意图。两种微波均由直径为5毫米的环形天线辐射，该天线与金刚石表面平行。(B)NV色心的光探测磁共振（ODMR）图。蓝线是实验结果，微波(MW)场为365nT。(C)电压V的时间轨迹连续激光和脉冲微波。（D）金刚石传感器的动态范围。
灵敏度测量基准。总测量时间为1000秒。测得的24.2信噪比（SNR）时对应于8.9pT·Hz-1/2的灵敏度，辅助微波场为220nT。
此次实验中，团队通过引入适度的辅助微波显着改善了NV色心对弱场的响应，证明了即使在没有自旋控制的情况下，NV色心也可以用作微波磁力计的高灵敏度传感器。除此之外，实验组还将该方案应用于承载NV色心集合的金刚石，实现了0.28 pT的最小可检测微波场和0.1 mHz的频率分辨率。
这种金刚石设备可以在极端条件下工作，例如高温或高压环境；同时，得益于这一方案的简单性，测量结果可以直接在更大的传感器上重现，从而进一步提高灵敏度。例如，如果钻石具有与光电二极管相似的尺寸（~10mm x 10mm x 1mm），那么灵敏度可以直接提升到飞特斯拉（1PT = 1e+30fT）级别。因此，这一工作为金刚石传感器的实际应用铺平了道路，例如雷达中的微波接收器、无线通信，甚至是射电望远镜等。
中科院微观磁共振重点实验室博士研究生王哲成为该论文的第一作者，杜江峰院士、石发展教授和孔飞特任研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中科院和安徽省的资助[2]。
参考文献：
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq8158
[2]http://www.quantumcas.ac.cn/2022/0818/c20525a564236/page.htm
