Визуализация напряжений и магнитных свойств при высоких давлениях с использованием наномасштабного квантового сенсора

Давление изменяет физические, химические и электронные свойства вещества. Ячейка с алмазными наковальнями позволяет проводить настольные эксперименты для исследования широкого спектра явлений, возникающих при высоких давлениях. В настоящей работе мы представляем и используем наномасштабную сенсорную платформу, в которой центры окраски «вакансия азота» (NV) непосредственно интегрированы в рабочую поверхность алмазных наковален. Мы демонстрируем универсальность этой платформы, выполняя дифракционно-ограниченную визуализацию как полей напряжений, так и магнитных свойств в зависимости от давления и температуры. Мы количественно определяем все нормальные и касательные компоненты напряжений и демонстрируем визуализацию векторного магнитного поля, что позволяет измерить индуцированный давлением фазовый переход [Formula: see text] в железе и сложную фазовую диаграмму гадолиния в координатах «давление–температура». Дополнительный режим NV-сенсинга, основанный на спектроскопии шумов, позволяет характеризовать фазовые переходы даже при отсутствии статических магнитных проявлений.