基于原子核自旋的共振压力显微探头特性研究

原子核共振压力显微探头的核子自旋组装特性研究可以揭示半导体核子自旋、极化输运、关联电子体系和生物神经元动力规律，指导量子自旋器件的实现，获得原子分辨率的三维分子图象。迄今为止核子自旋没有有效的三维探测控制方法。本项目针对共振压力显微探头，将自旋磁矩调制在磁场的梯度中，共振片断扫描自旋，从核子自旋可以提取原子核、电子自旋态、神经元受力参数，获得电子自旋1000倍以及MRI的1千万倍的灵敏度。采用悬臂振荡器空间参数设计，提取反映原子核自旋、电子自旋、电子－声子作用的特征参量。一方面将自旋和参量作用程度的判据结合，用于量子计算、量子通讯、半导体自旋纠错，实现超位"Superposition"对多个逻辑门的同时控制。另一方面共振压力探头可以操控半导体自旋和神经元动力过程，无创扫描控制半导体内三维电子自旋缺陷。这些研究对于量子计算机、量子纠缠通信和生物神经动力研究应用都具有重要的现实意义。