الاستشعار الكمي هو مجال سريع التطور يستخدم الحالات الكمومية للجسيمات، مثل التراكب والتشابك وحالات الدوران، لاكتشاف التغيرات في الأنظمة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. أحد الأنواع الواعدة من أجهزة الاستشعار النانوية الكمومية هو الألماس النانوي (NDs) المجهز بمراكز النيتروجين الشاغرة (NV). يتم إنشاء هذه المراكز عن طريق استبدال ذرة الكربون بالنيتروجين بالقرب من فراغ شبكي في هيكل الماس. عند إثارة الضوء، تبعث مراكز NV فوتونات تحافظ على معلومات دوران مستقرة وتكون حساسة للمؤثرات الخارجية مثل المجالات المغناطيسية والمجالات الكهربائية ودرجة الحرارة.
يمكن اكتشاف التغيرات في حالات الدوران هذه باستخدام الرنين المغناطيسي المكتشف بصريًا (ODMR)، والذي يقيس تغيرات التألق تحت إشعاع الميكروويف. تعتبر NDs مع مراكز NV متوافقة حيوياً ويمكن تصميمها للتفاعل مع جزيئات بيولوجية محددة، مما يجعلها أدوات قيمة للاستشعار البيولوجي. ومع ذلك، فإن NDs المستخدمة في التصوير الحيوي تظهر بشكل عام جودة دوران أقل مقارنة…
