In der Welt der Nanotechnologie und Materialwissenschaften ist die präzise Analyse von Materialien auf atomarer Ebene von entscheidender Bedeutung. Das ProteusQ Mikroskop von Qnami ist ein bedeutender Fortschritt in der magnetischen Mikroskopie. Es verbindet magnetische Messung mittels eines Stickstoff-Fehlstellen-Zentrums (fortan NV: engl. nitrogen-vacancy) – eine sehr leistungsstarke aber anspruchsvolle Technologie – mit hoher Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit. 

Das ProteusQ Mikroskop nutzt die Prinzipien der quantenmechanischen Magnetresonanz (QMR), um hochauflösende Messungen von magnetischen Eigenschaften auf der Nanoskala zu ermöglichen. Es nutzt dabei ein NV-Zentrum, ein loses im Diamantgitter gebundenes Stickstoff- Atom. Über einen Laser werden die Elektronen des Stickstoffs in einen höheren energetischen Zustand gehoben. Normalerweise fallen die Elektronen nach kurzer Dauer unter Emission eines Photons in den Grundzustand zurück. Entartet man jedoch den Grundzustand mittels Anregung durch Mikrowellen, ergibt sich ein zweiter Übergang welcher ohne Emission eines optischen Photons stattfindet. Die Energie dieses Übergangs hängt sowohl von der angelegten Mikrowellenfrequenz als auch von dem magnetischen Feld ab, in welchem sich das NV-Zentrum befindet. Letzteres erzeugt durch die Zeeman-Aufspaltung noch einmal zwei sich geringfügig unterscheidende Energieniveaus. Beim Scannen der Mikrowellenfrequenz – und damit der Mikrowellenenergie – erhält man im Feld damit zwei nicht-optische Übergänge. Diese sorgen für einen steilen Abfall der Fotolumineszenz des NV-Zentrums. Aus der Mikrowellenenergie bei welcher dieser Abfall zu beobachten ist, kann man über die Zeeman-Aufspaltung das anliegende Feld mit extrem hoher Genauigkeit berechnen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken wie der magnetischen Kraftmikroskopie (MFM: engl. magnetic force microscopy) bietet das ProteusQ eine überlegene Empfindlichkeit und Auflösung, was erlaubt, selbst sehr schwache magnetische Signale präzise zu erfassen. Diese Fähigkeit ist besonders wertvoll für die Untersuchung von Materialien mit komplexen magnetischen Strukturen, wie sie in modernen Elektronik- und Spintronik-Anwendungen vorkommen.
Ein herausragendes Merkmal des ProteusQ Mikroskops ist seine Benutzerfreundlichkeit. Das System wurde mit dem Ziel entwickelt, auch weniger erfahrenen Benutzern den Zugang zu fortschrittlicher magnetischer Mikroskopie zu erleichtern. Die intuitive Softwareoberfläche ermöglicht eine einfache Bedienung und schnelle Datenanalyse. 

Spezifikationen

• Empfindlichkeit: 2 μT/√ Hz
• Räumliche Auflösung: Nanometerbereich
• Drift: < 2 nm/Std.

Mehr über NV-Mikroskopie