論文の概要: Construction and operation of a tabletop system for nanoscale
magnetometry with single nitrogen-vacancy centers in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.02113v1
- Date: Thu, 6 Feb 2020 06:10:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-04 14:15:04.677983
- Title: Construction and operation of a tabletop system for nanoscale
magnetometry with single nitrogen-vacancy centers in diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の単一窒素空孔中心を有するナノスケール磁気測定用テーブルトップシステムの構築と運転
- Authors: Daiki Misonou, Kento Sasaki, Shuntaro Ishizu, Yasuaki Monnai, Kohei M.
Itoh, and Eisuke Abe
- Abstract要約: ダイヤモンド中の単一の窒素空孔中心は、固体量子磁気センサの主要な候補である。
ここでは,単一NV中心を用いた量子センシングのための小型テーブルトップサイズのシステムの設計,構築,運用を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A single nitrogen-vacancy (NV) center in diamond is a prime candidate for a
solid-state quantum magnetometer capable of detecting single nuclear spins with
prospective application to nuclear magnetic resonance (NMR) at the nanoscale.
Nonetheless, an NV magnetometer is still less accessible to many chemists and
biologists, as its experimental setup and operational principle are starkly
different from those of conventional NMR. Here, we design, construct, and
operate a compact tabletop-sized system for quantum sensing with a single NV
center, built primarily from commercially available optical components and
electronics. We show that our setup can implement state-of-the-art quantum
sensing protocols that enable the detection of single $^{13}$C nuclear spins in
diamond and the characterization of their interaction parameters, as well as
the detection of a small ensemble of proton nuclear spins on the diamond
surface. This article providing extensive discussions on the details of the
setup and the experimental procedures, our system will be reproducible by those
who have not worked on the NV centers previously.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の単一窒素空孔(NV)中心は、ナノスケールでの核磁気共鳴(NMR)に先立って単一の核スピンを検出できる固体量子磁気センサの主要な候補である。
それでも、多くの化学者や生物学者には、NV磁気センサがアクセスできないのは、実験的な設定と運用原理が従来のNMRと大きく異なるためである。
ここでは、主に市販の光学部品と電子部品から構築された単一のNVセンタを用いて、量子センシングのためのコンパクトなテーブルトップサイズのシステムを設計、構築、運用する。
我々は,ダイヤモンド中の1つの$^{13}$C核スピンの検出と相互作用パラメータのキャラクタリゼーション,およびダイヤモンド表面上の小さな陽子核スピンのアンサンブルの検出を可能にする,最先端の量子センシングプロトコルを実装することができることを示した。
本稿では,nvセンターで作業していない人によって再現可能となる,セットアップの詳細と実験手順について詳細な議論を行う。
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