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       《应用物理学报》最近发表研究，称科学家们研制出一种微型金刚石探针，能够光学地传输精细的温度信息，工作温度可以从150到850开尔文温度，相当于深冷低温到铝熔点的变化范围。

       这种金刚石探针可以用来测量材料的热涨落，以此来更好的理解温差电效应和摩擦现象等。由于金刚石生物兼容性好，这种探针还可以用在生物学系统上。此外，该探针还可以替代普通的工业传感器，监测极端环境的状况和变化，如发动机内部，燃烧室和高压系统等。

       探针的核心是一种叫做Ni基S3缺陷中心的发光金刚石缺陷，它是由一个氮原子、一个空位、一个镍原子、另一个空位和另一个氮原子的直链结构构成，这些构成成分都嵌在金刚石的晶体结构内。
       “这种结构看似复杂，其实就是金刚石的一种常见缺陷，特别是人造金刚石。镍常用作合成前驱体”，法国科研中心CNRS研究员Gilles Ledoux解释到。

       研究发现，当利用激光脉冲进行激活刺激时，Ni基S3缺陷中心会像其他金刚石缺陷一样能够发光，而且发光时间随温度增高而降低。

       而真正能够使Ni基S3缺陷中心适宜做温度探针的核心技术在于它的电子结构；Ni基S3缺陷中心的电子结构中有两个间隔较近的激发态能量级，这两个能量级在能级寿命方面存在着千倍的差额。这个千倍的差额则说明Ni基S3缺陷中心的发光对温度变化是非常敏感的。

       工作人员将带有Ni基S3缺陷中心的金刚石微粒固定在硅片上，将其镶嵌在低温恒温器中，将温度保持在77开尔文到873开尔文温度；实验结果可以精准到1℃。

       研究院Estelle Homeyer说：这种金刚石探针敏感度高、温度反应速度快、用途广泛、温差范围从150开尔文到850开尔文温度、空间分辨率好；局限性仅在于金刚石颗粒大小。集诸多高性能于一身的特色使其比一般的发光温度传感器优越许多。

       这种新型金刚石温度探针的最大优势还在于它能够探测到快速的热差变化，以微尺度甚至纳米尺度的精度测量不同材料的热性能。