最近，國儀量子公司發布了一款新型的高壓NV顯微鏡，這款設備結合了金剛石氮-空位色心（NV）量子傳感技術與金剛石壓砧（DAC）高壓技術，屬于精密測量領域的創新產品。該設備采用金剛石內部集成的NV色心作為量子傳感器，并應用光探測磁共振（ODMR）技術，在超過30 GPa的超高壓條件下，對微納米級樣品的磁場、壓力和溫度信號進行高靈敏度的定量分析。

國儀量子的高壓NV顯微鏡針對這一難題提供了一套完整的標準化解決方案。該設備融合了金剛石NV色心量子傳感技術與金剛石壓砧（DAC）高壓技術，能夠在低溫、強磁場和高壓等環境下，實現對局部磁場的直接成像。

國儀量子高壓NV顯微鏡，為高壓實驗中的磁測量難題提供了創新的解決方案。該系統將金剛石NV色心量子傳感技術與金剛石對頂砧（DAC）高壓平臺相結合，能夠在條件下，如低溫、強磁場和高壓，實現對局域磁場的直接成像。

在高壓實驗中，金剛石對頂砧技術是常用的方法。這種技術通過兩片金剛石砧面的相對擠壓，將微小的樣品置于其間并施加連續的壓力，能夠達到數十GPa的高壓狀態。

這種配置非常適合探究材料在高壓力環境下的特性，但同時也對磁性測量提出了挑戰：樣本體積微小，且被DAC裝置所環繞，使得傳統磁測量技術難以接觸到樣本區域。因此，科研人員通常只能收集到總體、均質的磁性信號，難以識別樣本內部不同區域的局部變化，并且難以將這些信號與DAC裝置的背景信號區分開來。

高壓NV顯微鏡針對的，是在高壓條件下進行現場弱磁場測量和局部磁場成像的需求。

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NV色心是鉆石晶體內部的一種瑕疵，它的量子狀態對周圍磁場變化極為敏感，因此可以作為納米級別的量子探測裝置。

在高壓NV顯微鏡下，眾多NV色心集中部署于金剛石壓砧的表面區域。在實驗過程中，利用光學激發和微波控制技術來檢測NV自旋狀態的變動；由樣本產生的局部磁場會影響信號的讀出。通過逐點掃描樣本區域，可以繪制出磁場的分布圖。

這表明，在DAC中微小的樣本不再是一個難以接觸的封閉空間。科研人員能夠在高壓力環境中直接獲得樣本周圍的局部磁場分布，并進一步將其與溫度、壓力和磁場等實驗參數相聯系。

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針對高磁場成像需求，我們構建了一套能夠在條件下運作的系統。

NV高壓顯微鏡整合了高壓生成、低溫磁場環境、NV磁成像和測量控制系統，為復雜的高壓實驗提供了完整的解決方案。

該系統的核心性能指標包括：

磁場范圍：從-9 T到+9 T，具備持續自動掃描功能

分辨率：不超過500納米

磁場探測精度：不超過100 μT/√Hz

在高壓實驗領域，構建、校準和維持系統的穩定通常需要豐富的實踐經驗。綜合解決方案通過整合高壓系統、低溫磁場環境以及量子傳感測量技術，使用戶能夠將注意力更多地集中在樣本和科研問題上。

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由整體信號分析，轉向局部現場觀測

NV顯微技術在高壓環境下對局部磁性進行研究具有廣泛的應用，主要涉及以下領域：

超高壓條件下的超導現象探索

在高壓條件下，NV顯微技術能夠以亞微米級別的空間分辨率，直觀地捕捉樣品在受壓時的局部磁化強度和磁疇結構，進而辨別“均勻相變"和“空間相分離"這兩種截然不同的演變機制。

探索拓撲和強關聯量子材料的科學

在探索新型量子材料時，微觀磁性與電子相互作用、應力狀態及相變行為之間存在密切聯系。高壓NV顯微鏡作為一種現場磁學表征技術，能夠與多種高壓測試結果相互驗證。

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實驗示例：鎳基超導材料的邁斯納效應觀測

國儀量子的高壓NV顯微鏡將量子傳感技術應用于DAC高壓實驗中，提供了一種標準化的局域磁場觀測工具。該工具使得在高壓環境下難以獲取的磁學數據變得易于測量和觀察，同時為研究材料在條件下的新特性開辟了新的實驗方法。

如果您正在從事高壓超導、磁性材料或量子材料等領域的研究，歡迎與國儀量子取得聯系，獲取關于高壓NV顯微鏡的詳細信息和應用方案。

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• 高壓超導研究

高壓下的超導樣品可能存在空間不均勻性。利用局域磁成像，可原位觀察超導抗磁性，為研究超導區域的分布及其演化提供直接依據。

• 磁性材料與磁相變研究

高壓NV顯微鏡以亞微米空間分辨率，直接成像樣品在加壓過程中的局域磁化強度與磁疇分布，從而區分"均勻相變"與"空間相分離"兩種本質不同的演化路徑。

• 拓撲與強關聯量子材料研究

對于新型量子材料，微觀磁性常與電子關聯、應力狀態和相變行為緊密相關。高壓NV顯微鏡提供了一種原位磁學表征手段，可與其他高壓測試結果互相印證。

在鎳基超導中，高壓條件是獲得相關超導態的重要前提。高壓NV顯微鏡已實現鎳基超導體邁斯納態的磁成像測量，捕捉到樣品在不同壓力和溫度條件下的局域磁響應。

通過磁場分布圖與測量曲線，研究人員能夠觀察樣品在相應實驗條件下的磁屏蔽特征。這類原位結果為高壓超導研究提供了更具空間分辨能力的實驗視角。

從高壓超導到磁相變，從新型量子材料到條件物性研究，越來越多的問題需要回答材料在微觀尺度上“哪里發生了變化"。

國儀量子高壓NV顯微鏡將量子傳感引入DAC高壓實驗，為局域磁場的原位觀測提供了標準化工具。它讓高壓下難以觸及的磁學信息變得可測、可視，也為探索條件下材料的新性質提供了新的實驗路徑。

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