| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第24-40页 |
| 1.1 单分子科学:更多选择! | 第24-26页 |
| 1.2 磁共振技术:看得更小! | 第26-30页 |
| 1.3 钻石氮-空位及纳米测磁学 | 第30-37页 |
| 1.4 更多物理量! | 第37-38页 |
| 1.5 本文结构 | 第38-40页 |
| 第二章 对NV探针的量子调控 | 第40-60页 |
| 2.1 NV光探测磁共振技术 | 第40-45页 |
| 2.1.1 实验装置 | 第40-42页 |
| 2.1.2 基本光探测磁共振方法 | 第42-45页 |
| 2.2 探针操控:对抗环境噪声 | 第45-51页 |
| 2.2.1 背景:动力学纠错 | 第46-47页 |
| 2.2.2 实验原理和序列 | 第47-49页 |
| 2.2.3 抑制退相位噪声 | 第49页 |
| 2.2.4 普适单比特操控 | 第49-50页 |
| 2.2.5 对探针的相干保护 | 第50-51页 |
| 2.2.6 结论 | 第51页 |
| 2.3 探针操控:对抗驱动场噪声 | 第51-58页 |
| 2.3.1 背景:朗道-齐纳干涉 | 第51-52页 |
| 2.3.2 实验原理和方法 | 第52-55页 |
| 2.3.3 多次LZ隧穿 | 第55-56页 |
| 2.3.4 对驱动场噪声的抑制 | 第56-58页 |
| 2.3.5 结论 | 第58页 |
| 2.4 本章小结 | 第58-60页 |
| 第三章 利用NV探针实现室温单分子磁共振 | 第60-86页 |
| 3.1 金刚石内部单个暗自旋探测 | 第60-66页 |
| 3.1.1 背景 | 第60-61页 |
| 3.1.2 探测原理 | 第61-63页 |
| 3.1.3 获取暗自旋信息 | 第63-64页 |
| 3.1.4 冷却暗自旋 | 第64-65页 |
| 3.1.5 结论 | 第65-66页 |
| 3.2 室温单蛋白分子磁共振谱 | 第66-86页 |
| 3.2.1 背景 | 第66页 |
| 3.2.2 实验设置 | 第66-69页 |
| 3.2.3 单分子ESR谱学分析 | 第69-77页 |
| 3.2.4 单分子脉冲ESR | 第77-81页 |
| 3.2.5 可重复性检验 | 第81-82页 |
| 3.2.6 结论 | 第82-86页 |
| 第四章 对单自旋探针的高效读出 | 第86-100页 |
| 4.1 背景和动机 | 第86-89页 |
| 4.1.1 单分子实验探测效率 | 第86-88页 |
| 4.1.2 固体单自旋光电读出 | 第88-89页 |
| 4.2 NV探针的高效光电读出方案 | 第89-91页 |
| 4.3 单电子晶体管探测单原子缺陷 | 第91-100页 |
| 4.3.1 单电子晶体管 | 第91-94页 |
| 4.3.2 硅内单个掺杂铒原子的光电探测 | 第94-100页 |
| 第五章 总结和展望 | 第100-104页 |
| 5.1 本文工作总结 | 第100页 |
| 5.2 展望 | 第100-102页 |
| 5.3 结语 | 第102-104页 |
| 参考文献 | 第104-114页 |
| 附录A 利用单Er原子探针进行纳米晶体管应力及缺陷成像 | 第114-126页 |
| A.1 背景 | 第114页 |
| A.2 成像方案 | 第114-115页 |
| A.3 单个Er原子Stark效应观测 | 第115-120页 |
| A.3.1 探测原理和Er原子谱线 | 第115-117页 |
| A.3.2 Stark位移的电压依赖关系 | 第117-120页 |
| A.4 可行性分析 | 第120-122页 |
| A.5 与现有其它手段对比 | 第122-124页 |
| A.6 结论 | 第124-126页 |
| 致谢 | 第126-128页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第128-129页 |