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在原子尺度上，探测单电子和核自旋的微弱磁场是物理学的长期挑战之一。虽然目前的移动量子传感器，实现了单电子自旋灵敏度，但对于现有技术来说，原子空间分辨率，仍然难以捉摸。 今日，德国 于利希研究中心 (Forschungszentrum Jülich) Taner Esat等，韩国基础科学研究院（Institute for Basic Science ，IBS),）Dmitriy Borodin，Andreas J. Heinrich等，在Nature Nanotechnology上发文，通过将Fe原子和PTCDA（3,4,9,10--苝四羧酸二酐）分子，连接到扫描隧道显微镜的金属针尖上，在针尖上，制作了单分子量子传感器。 通过电子自旋共振，以处理分子自旋，并实现了~100nEV能量分辨率。在原理验证实验中，以亚埃空间分辨率测量了单个Fe原子和Ag二聚体，在Ag（111）表面上产生的磁偶极场和电偶极场。这种方法，实现了在导电表面上，电场和磁场的原子尺度量子传感实验，并在自旋标记的生物分子和量子材料中，从而将自旋织构应用于传感领域。
A quantum sensor for atomic-scale electric and magnetic fields. 原子尺度电场和磁场的量子传感器。
图1: 在扫描隧道显微镜 scanning tunnelling microscope，STM尖端上的量子传感器。
图2: 量子传感器的电子自旋共振谱仪 Electron spin resonance，ESR谱。
图3: 原子物体的电偶极矩和磁偶极矩测量。
文献链接 Esat, T., Borodin, D., Oh, J. et al. A quantum sensor for atomic-scale electric and magnetic fields. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01724-z https://www.nature.com/articles/s41565-024-01724-z 本文译自Nature。 声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
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