根据发表在Nature Materials上的一项研究，来自中国科学院合肥物质科学研究院 (CAS) 和中国科学技术大学的合作研究团队开发了一个研究平台来研究超导磁检测和磁学氢化物在高压下的相变。
高压下的高分辨率原位磁测量一直是一个挑战。它限制了超导迈斯纳效应和高压下磁相变行为的研究进展。在金刚石氮空位 (NV) 中心上使用光学检测磁共振 (ODMR) 技术有助于原位检测压力诱导的磁相变。然而，分析和解释测量的 ODMR 光谱并不方便，因为 NV 中心有四个轴向方向，零场分裂与温度有关。
在这项研究中，研究人员首次实现了基于碳化硅中硅空位(V Si)缺陷的高压原位量子磁探测，解决了高压磁探测的难题。
研究人员使用离子注入在经过处理的碳化硅压砧表面产生浅 V Si缺陷。碳化硅中的V Si缺陷只有一个轴向。由于碳化硅电子结构的特殊对称性，零场分裂对温度不敏感，从而避免了高压传感的温度变化问题。
研究人员发现 V Si缺陷的光谱发生蓝色偏移，零场分裂值随压力变化很小 (0.31 MHz/GPa)——远小于金刚石 NV 中心的斜率 (14.6 MHz/GPa)。这有助于高压下ODMR光谱的测量和分析。
利用ODMR技术对V Si缺陷进行研究，研究人员观察了Nd 2 Fe 14 B磁体在7 GPa左右的压力诱导磁相变，并测量了YBa 2 Cu 3 O 6.6超导体的临界温度-压力相图。
研究人员表示，这项技术对高压超导和磁性材料领域具有重要意义。
通过展示在碳化硅中使用室温自旋缺陷作为原位高压传感器，这项工作为使用莫桑石砧座进行量子材料的新研究打开了大门。
该研究得到了国家自然科学基金委、中科院青年促进会、中科院创新基金等的支持。
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