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

• Autorzy: Rudnicki D. , Mrózek M. , Gawlik W. , Wojciechowski K.

Identyfikatory

DOI

10.17814/mechanik.2016.5-6.69

Warianty tytułu

PL

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

• Konferencja: 5. Międzynarodowa Konferencja Innovative Manufacturing Technology IMT 2016, 13-15 kwietnia 2016, Krynica Zdrój
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

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.

PL

W artykule zaprezentowano centra barwne azot wakan-cja (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

EN

nitrogen-vacancy; NV; thermometry; thermoelectrics; nanodiamonds

PL

azot; wakancja; NV; termometria; termoelektryki; nanodiamenty

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 89, nr 5-6
• Strony: 526--527
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Rudnicki D.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza
• Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński

autor

Mrózek M.

• Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński

autor

Gawlik W.

• Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński

autor

Wojciechowski K.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• 1. Sokolov K. „Tiny thermometers used in living cells”. Nature. Vol. 500, No. 7460 (2013): pp. 36÷37.
• 2. 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 bio¬markers”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 104, No. 3 (2007): pp. 727÷732.
• 3. Majumdar A. „Scanning thermal microscopy”. Annu. Rev. Mater. Sci. Vol. 29 (1999): pp. 505÷585.
• 4. 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.
• 5. 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.
• 6. 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.
• 7. 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.
• 8. 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 room-temperature solid”. Nature Phys. Vol. 6 (2010): pp. 249÷253.
• 9. 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.
• 10. 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.
• 11. Preez L. [du], PhD thesis, Johannesburg: University of Witwatersrand, 1965.
• 12. Harrison J., Sellars M.J., Manson N.B. „Nitrogen-vacancy center in diamond: Model of the electronic structure and associated dyna¬mics”. Phys. Rev. B. Vol. 74, No.10 (2006): p. 104303.
• 13. 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.
• 14. 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.
• 15. 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.
• 16. 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.
• 17. 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.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).