晶体材料、石榴石或掺杂稀土的顺磁玻璃,因此不适合大面积和体积成像。[4] 氮空位 (NV) 中心对磁场具有高灵敏度(单个 NV 中心的灵敏度约为 1 nT Hz −1/2 量级),[5] 但 NV 的光学截面较弱,需要高分辨率检测其发射波长,并且校准困难。[6] 磁成像应用将受益于生物相容性材料(如分子或纳米颗粒)内更强的光磁相互作用,这些材料可以直接掺入样品或生物测定中。[7] 理想情况下,用于磁成像的纳米材料还能够进行高分辨率成像和在高光子通量下操作,甚至可能在微激光器中实现,其明亮的发射和高光谱灵敏度为以细胞分辨率监测各种生理参数创造了新的机会。 [8] 荧光或电致发光材料中的新光磁效应可用于调制激光,甚至可能在光调制器中找到新的应用,而光调制器目前依赖于弱热效应或电光效应。鸟类对地球磁场敏感性的解释为传统磁光材料提供了一种替代品。最近的研究表明,鸟类能够利用其视网膜中电子相互作用的磁敏感性来适应地球磁场。[9,10] 鸟类视网膜中蛋白质的光激发会产生自由基(不成对电子)中间态,然后这些中间态与自旋为 1 的激子(电子-空穴对)相互作用,后者也称为三重态激子。为了解这些相互作用的磁依赖性基础,考虑一个不对称分子,对于该分子,即使在没有磁场的情况下,自旋为 1 的激子的三个三重态也会在能量上分裂。通常,在没有显著的自旋轨道耦合的情况下,这种零场分裂小于约 10 μ eV。[11] 因此,一个数量级为 10 μ eV μ B − 1 ( ≈ 0.2 T) 的外部磁场(其中 μ B 是玻尔磁子)可以通过塞曼效应重新排序三重态,从而调节它们在自旋相关相互作用中的参与。对于没有零场分裂的未配对电子,磁场灵敏度通常更高。因此,三重态-三重态和三重态-电荷相互作用都可以经历磁场调制。鉴于其
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