論文の概要: Coherent Microwave Control of a Nuclear Spin Ensemble at Room Temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.13082v1
• Date: Tue, 26 May 2020 23:29:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 07:14:18.964753
• Title: Coherent Microwave Control of a Nuclear Spin Ensemble at Room Temperature
• Title（参考訳）: 室温における核スピンアンサンブルのコヒーレントマイクロ波制御
• Authors: P. Huillery, J. Leibold, T. Delord, L. Nicolas, J. Achard, A. Tallaire and G. H\'etet
• Abstract要約: 室温マイクロ波を用いた核スピンアンサンブルのコヒーレントな操作を実演する。 偏軸磁場を適度な振幅で印加することは電子スピンの方向を傾けるのに十分であることを示す。 その後、電子核スピン交換遷移、コヒーレントな集団トラップ、核スピンアンサンブルの偏光に高速なラビ振動を示すことができた。
• 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: We use nominally forbidden electron-nuclear spin transitions in nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond to demonstrate coherent manipulation of a nuclear spin ensemble using microwave fields at room temperature. We show that employing an off-axis magnetic field with a modest amplitude($\approx$ 0.01 T) at an angle with respect to the NV natural quantization axes is enough to tilt the direction of the electronic spins, and enable efficient spin exchange with the nitrogen nuclei of the NV center. We could then demonstrate fast Rabi oscillations on electron-nuclear spin exchanging transitions, coherent population trapping and polarization of nuclear spin ensembles in the microwave regime. Coupling many electronic spins of NV centers to their intrinsic nuclei offers full scalability with respect to the number of controllable spins and provides prospects for transduction. In particular, the technique could be applied to long-lived storage of microwave photons and to the coupling of nuclear spins to mechanical oscillators in the resolved sideband regime.
• Abstract（参考訳）: 我々は、ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心における電子核スピン遷移を名目上禁止し、室温でのマイクロ波を用いた核スピンアンサンブルのコヒーレントな操作を示す。 我々は,nv自然量子化軸に対して振幅が小さいオフ軸磁場(約0.01 t)を用いることで電子スピンの方向を傾けることができ,nv中心の窒素原子核との効率的なスピン交換が可能であることを示した。 その後、電子-核スピンの高速発振が遷移、コヒーレントな集団トラップ、マイクロ波領域における核スピンアンサンブルの分極を交換する。 NV中心の多くの電子スピンを固有の核に結合することは、制御可能なスピンの数に関して完全なスケーラビリティを提供し、トランスダクションの見通しを提供する。 特に、この手法はマイクロ波光子の長期保存や、解決されたサイドバンド状態の機械振動子への核スピンの結合に応用することができる。

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