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Stuttgart University物理系正在研究單一固態(tài)缺陷領(lǐng)域，特別關(guān)注金剛石中的氮空位 (NV) 中心，它是通過去除一個碳原子并用氮原子代替它形成的NV對。 NV 缺陷中心可用作原子大小的磁場傳感器——實際上是一種納米級核磁共振 (NMR) 設(shè)備，因為它可以檢測 NV 的自旋與檢測強度和頻率的微小局部磁場的相互作用。例如，測量硬盤驅(qū)動器上微型讀/寫磁頭的磁場強度，以便對其進行表征。納米級 NMR 功能也可用于單個蛋白質(zhì)或薄膜的結(jié)構(gòu)分析，因為與正常尺寸的 NMR 不同，只需幾次自旋即可測量這些小樣品。NV 也可以用作處理量子計算中函數(shù)的量子位，通過使用兩個自旋狀態(tài)和它們之間的疊加。這特別令人感興趣，因為它們在室溫下具有穩(wěn)定的自旋狀態(tài)，這與需要超低溫和超低壓力的類似選項不同。幾個 NV 通常在金剛石內(nèi) 5nm 處產(chǎn)生，其深度取決于用于將氮原子注入金剛石晶格的能量。目的是能夠一次植入一個，以便為量子計算創(chuàng)建陣列。