中国科学院中国科学技术大学张增明教授领导的研究团队将金刚石中的氮空位(NV)中心与金刚石压砧(DAC)相结合，实现了高压下石墨烯器件电流密度和压力梯度的非侵入式、高分辨率二维成像。

许多二维材料在高压下表现出丰富的电子特性，例如压力诱导的超导性和扭曲双层石墨烯 (tBLG) 中的拓扑相变。然而，传统的电阻测量忽略了拓扑边缘电流、杂质和缺陷等关键的空间信息，而这些信息在许多有趣的物理现象中起着关键作用。

现有的磁成像技术，如超导量子干涉装置(SQUID)，受限于复杂的实验条件和有限的空间分辨率，难以在高压下实现，因此迫切需要研制能够在高压下对二维器件中的电流密度进行非侵入式、高分辨率成像的实验装置。

金刚石中的NV中心由于具有较高的灵敏度和空间分辨率，被广泛应用于实现常压下的二维电流密度成像。此外，将NV中心与DAC结合起来，可以实现高压下的高分辨率磁成像。在此基础上，研究团队成功将NV中心与DAC结合起来，实现了高压下二维电流密度的非侵入式高分辨率成像。

此外，他们利用金刚石近表面NV中心层映射的矢量磁场重建了二维矢量电流密度。电流密度图像准确清晰地描绘了高压下压缩石墨烯的复杂结构，例如裂缝和孔洞的形成以及电流的流动。提取的高压下石墨烯器件的压力空间分布图为电流密度的不均匀性(例如接触电阻和厚度的变化)提供了合理的解释。

这一发现为探索高压下二维材料和电子设备中的电子传输和电导率变化以及半导体电路的无损评估提供了新途径。

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