中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰教授研究團(tuán)隊(duì)在量子精密測(cè)量領(lǐng)域取得突破，利用金剛石中的固態(tài)電子自旋，世界上首次實(shí)現(xiàn)了室溫大氣下納米級(jí)分辨率的微波場(chǎng)磁場(chǎng)分量矢量重構(gòu)測(cè)量。該工作以“High-resolution vector microwave magnetometry based on solid-state spins in diamond”為題發(fā)表在國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》雜志上。

　　微波是指波長(zhǎng)在大約在1m至1mm、對(duì)應(yīng)頻率在約300MHz到300GHz范圍之間的電磁波，自19世紀(jì)末德國(guó)物理學(xué)家海因里希·赫茲首次產(chǎn)生微波信號(hào)以來(lái)，微波就被迅速應(yīng)用到軍事國(guó)防、雷達(dá)通訊中，并且很快擴(kuò)展到信息技術(shù)、導(dǎo)航、半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的科技水平和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。微小型化、高度集成化的趨勢(shì)，對(duì)微波測(cè)量技術(shù)在更高的空間分辨率、靈敏度和矢量場(chǎng)的重構(gòu)等方面提出了更迫切的需求。

　　例如，高度集成化的芯片基本單元--晶體管早已進(jìn)入到數(shù)十納米的尺寸，其特征微波場(chǎng)尺寸在納米量級(jí)，矢量分析有助于了解微波的傳輸和反射特性，幫助分析和提升器件性能。然而，在納米尺度上對(duì)這些微波器件進(jìn)行原位檢測(cè)是極具挑戰(zhàn)性的。目前的冷原子、熱原子蒸氣等測(cè)量方法均只達(dá)到了微米毫米量級(jí)空間分辨率，且受限于低溫或真空，應(yīng)用有限。