ENG FB kontakt

17.08.2018

Strona główna Maj-Czerwiec 2016 Diamond nanocrystals with nitrogen-vacancy centers as new type temperature sensors *

Diamond nanocrystals with nitrogen-vacancy centers as new type temperature sensors *

Nanokryształy diamentu z centrami barwnymi azot-wakancja jako czujniki temperatury nowego typu

Daniel S. Rudnicki, Mariusz Mrózek, Wojciech Gawlik, Krzysztof Wojciechowski   |   27-05-2016

Mechanik nr 05/06/2016 - 5. Międzynarodowa Konferencja IMT 2016

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano centra barwne azot-wakancja (NV) w diamentach w roli czujnika temperatury nowego typu. Krótko omówiono ostatnie doniesienia naukowe oraz podsumowano techniki wytwarzania diamentów z centrami NV. Zaproponowano nowatorskie wykorzystanie centrów NV do badania materiałów termoelektrycznych

SŁOWA KLUCZOWE: azot-wakancja, NV, termometria, termoelektryki, nanodiamenty

ABSTRACT: Nitrogen vacancy color centers in diamond (NVs) as a new type of temperature sensors were presented in the article. Recent progress in the field of NV thermometry and summarize the techniques of NVs manufacturing was briefly discussed. The use of NVs for characterization of thermoelectric materials was proposed.

KEYWORDS: nitrogen-vacancy, NV, thermometry, thermoelectrics, nanodiamonds

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

  • Sokolov K. „Tiny thermometers used in living cells”. Nature. Vol. 500, No. 7460 (2013): pp. 36÷37.
  • Fu C.-C., Lee H.-Y., Chen K., Lim T.-S., Wu H.-Y., Lin P.-K., Wei P.-K., Tsao P.-H., Chang H.-C., Fann W. „Characterization and application of single fluorescent nanodiamonds as cellular biomarkers”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 104, No. 3 (2007): pp. 727÷732.
  • Majumdar A. „Scanning thermal microscopy”. Annu. Rev. Mater. Sci. Vol. 29 (1999): pp. 505÷585.
  • Vetrone F., Naccache R., Zamarrón A., Juarranz de la Fuente A., Sanz-Rodríguez F., Martinez Maestro L., Martín Rodriguez E., Jaque D., García Solé J., Capobianco J.A. „Temperature sensing using fluorescent nanothermometers”. ACS Nano. Vol. 4, No. 6 (2010): pp. 3254÷3258.
  • Okabe K., Inada N., Gota C., Harada Y., Funatsu T., Uchiyama S., “Intracellular temperature mapping with a fluorescent polymeric thermometer and fluorescence lifetime imaging microscopy”. Nat. Commun. No. 3 (2012): p. 705.
  • Beechem T., Graham S., Kearney S.P., Phinney L.M., Serrano J.R. „Simultaneous mapping of temperature and stress in microdevices using micro-Raman spectroscopy”. Rev. Sci. Instrum. Vol. 78, No. 6 (2007): pp. 61301÷061301−9.
  • Bradac C., Gaebel T., Rabeau J. R. Optical Engineering of Diamond (Eds. R. P. Mildren and J. R. Rabeau), Weinheim Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013.
  • Neumann P., Kolesov R., Naydenov B., Beck J., Rempp F., Steiner M., Jacques V., Balasubramanian G., Markham M. L., Twitchen D. J., Pezzagna S., Meijer J., Twamley J., Jelezko F., Wrachtrup J. „Quantum register based on coupled electron spins in a roomtemperature solid”. Nature Phys. Vol. 6 (2010): pp. 249÷253.
  • Taylor J.M., Cappellaro P., Childress L., Jiang L., Budker D., Hemmer P.R., Yacoby A., Walsworth R., Lukin M.D. „High sensitivity diamond magnetometer witch nanoscale resolution”. Nature Phys. Vol. 4, (2008): pp. 810÷816.
  • Neumann P., Jakobi I., Dolde F., Burk C., Reuter R., Waldherr, Honert J., Wolf T., Brunner A., Shim J.H., Suter D., Sumiya H., Isoya J, Wrachtrup J. „High-precision nanoscale temperature sensing using single defects in diamond”. Nano Lett. Vol. 13 (2013): pp. 2738÷2742.
  • Preez L. [du], PhD thesis, Johannesburg: University of Witwatersrand, 1965.
  • Harrison J., Sellars M.J., Manson N.B. „Nitrogen-vacancy center in diamond: Model of the electronic structure and associated dynamics”. Phys. Rev. B. Vol. 74, No.10 (2006): p. 104303.
  • Acosta V.M, Bauch E., Ledbetter M.P., Waxman A., Bouchard L.-S., Budker D. Temperature Dependence of the Nitrogen‐Vacancy Magnetic Resonance in Diamond”. Phys. Rev. Lett. Vol. 104 (2010): p. 070801.
  • Plakhotnik T., Doherty M.W., Cole J.H., Chapman R., Manson N.B., „All-optical thermometry and thermal properties of the optically detected spin resonance of the NV- center in nanodiamond”. Nano Lett. Vol. 14, No. 9 (2014): pp. 4989÷4996.
  • Toyli D.M., de las Casas C.F., Christle D.J., Dobrovitski V.V., Awschalom D.D. „Fluorescent thermometry enhanced by the quantum coherence of single spins in diamond”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. Vol. 110, No. 21 (2013): pp. 8417÷8421.
  • Boudou J-P., Curmi P.A., Jelezko F., Wrachtrup J., Aubert P., Sennour M., Balasubramanian G., Reuter R., Thorel A. Gaffet E. „High yield fabrication of fluorescent nanodiamonds”. Nanotechnology. Vol. 20, No. 23 (2009): p. 235602.
  • Stursa J., Havlik J., Petrakova V., Gulka M., Ralis J., Zach V., Pulec Z., Stepan V., Zargalech S.A., Ledvina M., Nesladek M., Treussart F., Cigler P. „Mass production of fluorescent nanodiamonds with narrow emission intensity distribution”. Carbon. Vol. 96 (2016): pp. 812÷818.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.69

Pobierz plik / download

Daniel S. Rudnicki, Mariusz Mrózek, Wojciech Gawlik, Krzysztof Wojciechowski: Diamond nanocrystals with nitrogen-vacancy centers as new type temperature sensors (Nanokryształy diamentu z centrami barwnymi azot-wakancja jako czujniki temperatury nowego typu) (PDF, ~0,2 MB)

Nasze propozycje

Bezpieczeństwo układów hydraulicznych i pneumatycznych
Ryszard Dindorf, Jakub Takosoglu, Piotr Woś

Bezpieczeństwo układów hydraulicznych i pneumatycznych

Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej

W monografii kompleksowo opisano zagadnienia związane z bezpieczeństwem układów hydraulicznych i...

Ziarna i mikroziarna diamentowe. Rodzaje ścierniw i przykłady zastosowania
Andrzej Bakoń, Adam Barylski

Ziarna i mikroziarna diamentowe. Rodzaje ścierniw i przykłady zastosowania

Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej

W książce przedstawiono podstawowe informacje z zakresu właściwości mechanicznych, termicznych,...

Rysunek techniczny w mechanice i budowie maszyn
Paweł Romanowicz

Rysunek techniczny w mechanice i budowie maszyn

Wydawnictwo Naukowe PWN

To nowoczesna publikacja dotycząca zagadnienia istotnego dla każdego inżyniera – sporządzania i...

Podstawy konstrukcji maszyn. Ćwiczenia
Ryszard Knosala, Aleksander Gwiazda, Andrzej Baier, Piotr Gendarz

Podstawy konstrukcji maszyn. Ćwiczenia

Wydawnictwo Naukowe PWN

Publikacja jest skierowana m.in. do studentów mechaniki i budowy maszyn, automatyki i robotyki,...

Nasi partnerzy