中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 陳欣然 通訊員 唐思易）量子傳感器憑借其極高的探測靈敏度，被譽為“納米世界的聽診器”。然而，傳統基于金剛石氮空位中心（NV center）的體系通常依賴強激光激發或低溫環境，在生物應用場景中還可能引發光熱效應等干擾，限制了其在復雜生理條件下的穩定應用。針對上述問題，天津理工大學科研團隊選用具有良好生物相容性的碳化硅（SiC）材料，圍繞其中的淺層雙空位色心量子比特開展研究，通過分子級烷烯（alkene）表面修飾策略，在材料表面構筑穩定的“鈍化保護層”，實現了對表面態的精準化學調控。相關成果近日發表于《自然·材料》（Nature Materials）。

據介紹，該方法有效抑制了表面缺陷帶來的退相干與熒光閃爍問題，顯著提升了淺層色心的光學信號質量與自旋穩定性，使器件在室溫條件下仍保持優異的量子探測性能。實驗結果表明，經表面烷烴化修飾后，器件在室溫下的光穩定性與自旋相干時間均得到顯著提升，磁場探測靈敏度達到約13nT/√Hz。該研究通過表面分子工程優化碳化硅量子比特體系，實現了室溫環境下高穩定性與生物惰性兼具的量子傳感器，為量子器件在生命科學與生物醫學場景中的應用提供了關鍵技術路徑。