| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-24页 |
| 第一章 绪论 | 第24-44页 |
| ·物质科学发展的趋势 | 第24-25页 |
| ·自旋磁共振 | 第25-26页 |
| ·物质探测方法的比较 | 第26-41页 |
| ·系综磁共振 | 第26-28页 |
| ·霍尔探测器 | 第28-30页 |
| ·超导干涉仪 | 第30-31页 |
| ·SEM | 第31-33页 |
| ·STM | 第33-34页 |
| ·AFM | 第34-36页 |
| ·MFM | 第36-37页 |
| ·力探测纳米机械振子 | 第37-38页 |
| ·高分辨光学 | 第38-41页 |
| ·钻石单自旋实现微观磁探测 | 第41页 |
| ·结合量子调控技术与氮-空位的新兴磁共振技术 | 第41-42页 |
| ·本文结构 | 第42-44页 |
| 第二章 金刚石中氮-空位体系 | 第44-64页 |
| ·金刚石及其中的缺陷简介 | 第44-47页 |
| ·金刚石性质 | 第44-45页 |
| ·金刚石中的晶格缺陷 | 第45-47页 |
| ·NV的性质 | 第47-56页 |
| ·原子结构与对称性 | 第48页 |
| ·NV的产生 | 第48页 |
| ·电学性质 | 第48-50页 |
| ·光学性质 | 第50-51页 |
| ·自旋性质：微波操控及相干时间、退极化时间 | 第51-53页 |
| ·自旋-声子耦合 | 第53-54页 |
| ·自旋的光极化和读出 | 第54-55页 |
| ·NV编码的单自旋量子比特 | 第55-56页 |
| ·NV研究进展 | 第56-58页 |
| ·结合量子调控技术与氮-空位的新兴磁共振技术的原理 | 第58页 |
| ·室温实验设备简介 | 第58-64页 |
| 第三章 单自旋量子调控技术的实验实现 | 第64-86页 |
| ·在自搭建的平台上实现单自旋调控技术 | 第64-73页 |
| ·微波等关键指标 | 第64-65页 |
| ·实验实现了此体系上的第一个量子算法-DJ算法 | 第65-73页 |
| ·动力学解耦技术及应用 | 第73-75页 |
| ·动力学解耦的概念和常用解耦序列 | 第73-74页 |
| ·动力学解耦+相位估计 | 第74-75页 |
| ·动力学解耦+逻辑门 | 第75页 |
| ·反常退相干行为及退相干机制的实验研究 | 第75-86页 |
| ·反常退相干效应 | 第76-77页 |
| ·经典-量子两种机制间调节自旋热库 | 第77-86页 |
| 第四章 微观磁探测之一：体内单自旋(簇)的探测 | 第86-106页 |
| ·体内单电子暗自旋探测与调控 | 第86-95页 |
| ·探测单电子暗自旋 | 第86-91页 |
| ·单电子自旋EPR信号,g-因子测量 | 第91-92页 |
| ·暗自旋量子寄存器 | 第92-95页 |
| ·缺陷的种类 | 第95页 |
| ·小结 | 第95页 |
| ·探测核自旋簇并解析其原子尺度结构 | 第95-106页 |
| ·动机 | 第96页 |
| ·高场下dimer的理论模型 | 第96-98页 |
| ·实验观测到dimer信号 | 第98页 |
| ·dimer耦合矢量的解析 | 第98-101页 |
| ·解析空间结构 | 第101-102页 |
| ·排除单核与电子对 | 第102-104页 |
| ·小结 | 第104-106页 |
| 第五章 微观磁探测之二：体外自旋的探测暨纳米尺度质子核磁共振 | 第106-118页 |
| ·背景 | 第106页 |
| ·实验方案 | 第106-109页 |
| ·高阶去耦探测到体内(13)~C和体外有机样品中质子信号 | 第109-110页 |
| ·通过对比实验确认信号 | 第110-112页 |
| ·模拟计算得到分辨率为5纳米尺度 | 第112-113页 |
| ·外界磁场噪声功率谱的重构 | 第113-116页 |
| ·意义 | 第116-118页 |
| 第六章 实验设备及软件建设 | 第118-126页 |
| ·硬件部分原理架构图 | 第118-120页 |
| ·光学部分 | 第118页 |
| ·微波和电子学部分 | 第118-120页 |
| ·已正常工作的实验平台 | 第120-122页 |
| ·S波段百高斯以下小磁场设备 | 第120页 |
| ·微波和射频双共振千高斯中低场设备 | 第120-122页 |
| ·千高斯以上设备 | 第122页 |
| ·设备配套软件系统开发 | 第122-125页 |
| ·扫描、定位与追踪 | 第122-124页 |
| ·脉冲实验时序控制 | 第124-125页 |
| ·小结 | 第125-126页 |
| 第七章 总结与展望 | 第126-132页 |
| ·本论文工作简要总结 | 第126-127页 |
| ·NV单自旋量子调控领域的研究总结与展望 | 第127-132页 |
| ·量子信息处理 | 第127页 |
| ·磁探测 | 第127-132页 |
| 参考文献 | 第132-150页 |
| 附录A 微观磁探测之一：体内单自旋(簇)的探测 | 第150-154页 |
| A.1 英文缩写对照表 | 第150-151页 |
| A.2 文中用到的物理学常量 | 第151-152页 |
| A.3 调节磁场方法 | 第152-154页 |
| 致谢 | 第154-156页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第156-157页 |
