研究目的
利用金刚石中的氮-空位中心光学磁测法测量超导体的下临界磁场Hc1，并测定伦敦穿透深度λ。
研究成果
基于N-V中心的光学磁测法为测量超导体中的Hc1和λ提供了一种无创且灵敏的方法。对Ba(Fe1?xCox)2As2、CaKFe4As4和YBCO的测量结果与其他技术文献值高度吻合，验证了该方法的可靠性。其矢量场探测能力证实了Brandt关于磁通以约45度角切角方式穿透的理论模型。
研究不足
空间分辨率受限于光学衍射极限，约为500纳米。虽然微波激发可能导致温度波动，但可控制在10毫开尔文以内。每个数据点的积分时间为5-10分钟，通过自适应协议或锁相检测可优化该时间。该方法需要将样品边缘与金刚石晶轴仔细对齐。
1：实验设计与方法选择：
本实验采用基于金刚石中氮空位（N-V）中心的光学磁测技术，通过高空间分辨率测量矢量磁场。利用光检测磁共振（ODMR）技术探测与局部磁场成正比的塞曼分裂。
2：样品选择与数据来源：
使用三种超导样品：Ba(Fe1?xCox)2As2（x=0.07）、CaKFe4As4和YBa2Cu3O7?δ。样品通过热力学和输运技术进行预表征，并经扫描电子显微镜成像以确保表面和边缘清晰。
3：07）、CaKFe4As4和YBa2Cu3O7?δ。样品通过热力学和输运技术进行预表征，并经扫描电子显微镜成像以确保表面和边缘清晰。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：含嵌入式N-V中心的金刚石板（1.5 × 1 × 0.04 mm3）、Attocube attoAFM/CFM系统、共聚焦显微镜、氦低温恒温器、温控冷台、50倍共聚焦物镜、激发用绿光激光器、红光荧光检测系统、微波天线（单匝直径50微米银线）及超导磁体。
4：5 × 1 × 04 mm3）、Attocube attoAFM/CFM系统、共聚焦显微镜、氦低温恒温器、温控冷台、50倍共聚焦物镜、激发用绿光激光器、红光荧光检测系统、微波天线（单匝直径50微米银线）及超导磁体。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：样品在零?。╖FC）下冷却至低于临界温度Tc。施加小磁场后，在样品边缘附近记录ODMR信号。以步进方式增加磁场，通过检测ODMR分裂的非线性偏离确定Hp（磁通穿透起始点）。利用退磁因子公式及Hc1与λ的关系计算Hc1和λ。
5：数据分析方法：
分析ODMR光谱提取塞曼分裂并转换为磁场分量。通过ZS（较小分裂）非线性起始点确定Hp。统计误差由拟合参数的标准误差估算。
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diamond plate
N-V embedded
Used as a magneto-optical indicator with nitrogen-vacancy centers for sensing local magnetic fields.
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Attocube attoAFM/CFM system
attoAFM/CFM
Attocube
Base system for the experimental setup, including confocal microscopy.
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confocal microscope
Used for excitation and detection in the N-V magnetometry setup.
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helium cryostat
Provides low-temperature environment for experiments.
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temperature-controlled cold stage
Maintains stable temperature during measurements.
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microwave antenna
single-turn 50-μm-diameter silver wire
Applies microwave radiation for ODMR measurements.
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superconducting magnet
Generates the external magnetic field applied to the samples.
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green laser
Excites the N-V centers in the diamond.
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red fluorescence detection system
Detects fluorescence from N-V centers for ODMR measurements.
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