电子顺磁共振谱学技能是今世重要的物质科学研讨手法，常用来获取分子的动力学、结构等信息。该技能一个首要的开展趋势是从尽可能少的样品中获取尽可能精确的信息，这需求一起进步空间分辨率和谱线分辨率。近几十年来，得益于新的勘探技能的呈现，空间分辨率不断的进步，乃至完成了纳米标准下单个自旋的顺磁共振检测。可是受制于不可控的外界噪声的搅扰，其谱线分辨率却停留在兆赫兹（）量级，这阻止了进一步在单分子层面解析结构、局域环境等信息。要想打破当时的谱线分辨率约束，需寻求战胜环境噪声的新办法。
除了自动按捺噪声，另一种更为直接有用的办法是让被测自旋天然地对噪声免疫。在特定磁场等条件下存在着一类特别自旋态，这些自旋态可以反抗外界磁场噪声的扰动，电子在这些自旋态之间跃迁发生的谱线就会窄化。这种物理现象广泛存在于离子阱、核磁共振以及磷硅等系统中。之前有文献报道，关于一类顺磁性物质，在零磁场下也存在此现状。可是传统顺磁共振技能的检测灵敏度与磁场巨细相关，零场下勘探功率极低，约束了实践运用。为此研讨团队运用金刚石中NV色心量子传感器进行顺磁共振检测。之前的作业现已证明了，NV色心即便在零场下仍然具有单自旋等级的检测灵敏度[Fei Kong, et al., Nature Communications 9, 1563 (2018)]。
为了观测到谱线窄化，完成高分辨率谱学勘探，还需求消除NV传感器本身带来的谱线展宽。在本作业中，杜江峰团队遭到核磁共振中相关勘探的启示，规划了一种适用于零场的顺磁共振相关序列，极大地约束了NV传感器的本征展宽。用此新办法，研讨人员在试验中成功完成金刚石中单个氮原子电子自旋的窄化跃迁勘探，相较传统办法谱线 kHz，这是现在根据金刚石量子传感器微观顺磁共振谱学的最高目标。传统办法（上）和噪声反抗新办法（下）顺磁共振谱的比照图。可以精确的看出谱线分辨率有明显进步，而且观测到了愈加精密的耦合信息。
量子传感的顺磁共振技能能统筹空间和谱线分辨率，一起这种丈量手法没有严苛的环境条件（真空，低温）约束，可在室温大气溶液等条件下作业，在生物运用方面具有一起的竞赛优势。这种新式办法可以运用于单个生物分子的勘探，得益于谱线分辨率的进步，能愈加精密地剖析单分子的结构信息、动力学改变以及部分环境特征等。我国科学院微观磁共振要点试验室博士后孔飞、博士生赵鹏举和余佩为该文一起榜首作者，杜江峰院士和石开展特任教授为该文一起通讯作者。该研讨得到了科技部、国家自然科学基金委、我国科学院和安徽省的赞助。a论文链接：
（中科院微观磁共振要点试验室、物理学院、合肥微标准物质科学国家研讨中心、中科院量子信息与量子科学技能创新研讨院、科研部）