量子钻石显微镜（QDM）是一台基于NV色心的以自旋磁共振为原理的宽场磁显微镜。钻石中的氮-空位（NV）色心发光缺陷的自旋量子态易受到周围的微波场和静磁场的影响，且可以利用激光读出。利用NV色心测量被测样品周围的磁场或微波场分布，可实现定量无损的微观磁场成像，具有空间分辨率高、视野范围大、可探测磁场动态范围大、成像速度快等特点。
地质磁学
地质岩石自形成的时候就受到地磁场的磁化作用具有不同的磁性，研究地质样品的剩余磁性可以了解过去地球的磁场强度和方向。量子钻石显微镜可实现地质样品表面磁场分布的观测，获取磁矩等磁学信息。
细胞磁成像
磁成像是探测生物和物理系统的有力工具。显微镜打破了传统磁成像方式空间分辨率不高、无法应用于活生物样品的操作条件的限制。利用活细胞置于NV色心表面，在实验室环境条件下实现测量，展示了活细胞的磁成像，对生物研究具有重要价值。
芯片电流表征
芯片的电流密度分布会在空间产生磁场分布，其中包含了电路的结构、功能等信息，在半导体行业至关重要。将NV色心金刚石贴在芯片的表面，通过测量NV的荧光强度可以确定芯片周围的磁场分布。利用显微镜磁成像，可进行芯片任务执行过程中集成电路的操作行为等研究。
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