ダイヤモンドのスピンを使った周囲条件下におけるナノスケールの画像化磁気測定

BALASUBRAMANIAN Gopalakrishnan; CHAN I. Y.; KOLESOV Roman; AL-HMOUD Mohannad; TISLER Julia; SHIN Chang; KIM Changdong; WOJCIK Aleksander; HEMMER Philip R.; KRUEGER Anke; HANKE Tobias; LEITENSTORFER Alfred; BRATSCHITSCH Rudolf; JELEZKO Fedor; WRACHTRUP Joerg

文献

J-GLOBAL ID：200902238930921864 整理番号：08A0997591

ダイヤモンドのスピンを使った周囲条件下におけるナノスケールの画像化磁気測定

Nanoscale imaging magnetometry with diamond spins under ambient conditions

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資料名：
巻： 455 号： 7213 ページ： 648-651 発行年： 2008年10月02日
JST資料番号： D0193B ISSN： 0028-0836 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：短報発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

磁気共鳴画像法と光学顕微鏡法は,生命科学における重要技術である。微生物学研究,特に1個の細胞の内部機能の研究には,可視光の波長に近い分解能が容易に得られるため,光学顕微鏡が使用されることが多い。しかし,従来の顕微鏡法では,回折によって分解能が波長の約半分に制限される。近年,非線形画像化技術によってこの限界を部分的に克服できることが示された。しかし,分子スケールに達するにはまだ障壁がある。対照的に,磁気共鳴画像法では,空間分解能は回折には左右されないが,磁場感度によって制限されるため,原理的には光の波長をはるかに下回る分解能となる。磁気共鳴画像法の感度は最近,単細胞を画像化できるほどに改善されてきており,磁気共鳴力顕微鏡では単一電子や核スピン小集団が検出できるようになったが,現在ではこの技術は極低温を要するため,考えられる生物学的用途のほとんどが制限される。しかし,一部の系では室温であっても単一電子スピン状態が光学的に検出できる。今回我々は,磁気光学スピン検出を使って,ダイヤモンド中の単一の窒素-空孔中心に伴うスピンの位置を周囲条件下で,ナノメートルの分解能で測定する方法を示す。これらの窒素-空孔スピンを機能化ダイヤモンドナノ結晶に導入することによって,生物学で使える特異な磁気蛍光スピン標識を生成できる。一般的な細胞サイズよりも近くに置かれたプローブを用いずに,このナノメートルスケールの分解能が実現できたことは注目に値する。さらに,走査プローブ磁力計として単一ダイヤモンドスピンを用いて,ナノスケールの磁場変動をマッピングできることが実証された。室温での単一スピン画像化がもつと思われる影響は多大である。これにより,生細胞の生体関連スピンを精査できるようになる可能性がある。Copyright Nature Publishing Group 2008

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磁気共鳴・磁気緩和一般

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