論文の概要: Cross-relaxation studies with optically detected magnetic resonances in
nitrogen-vacancy centers in diamond in an external magnetic field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00473v1
- Date: Wed, 1 Jul 2020 13:23:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 23:12:13.524291
- Title: Cross-relaxation studies with optically detected magnetic resonances in
nitrogen-vacancy centers in diamond in an external magnetic field
- Title（参考訳）: 外部磁場中におけるダイヤモンド中の窒素空孔中心における光検出磁気共鳴による相互緩和研究
- Authors: Reinis Lazda, Laima Busaite, Andris Berzins, Janis Smits, Marcis
Auzinsh, Dmitry Budker, Ruvin Ferber, Florian Gahbauer
- Abstract要約: ダイヤモンド結晶中の窒素空孔中心と置換窒素の相互緩和について検討した。
光学的に検出された磁気共鳴信号(ODMR)は、これらの信号を正常に測定するために用いられる。
- 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: In this paper cross-relaxation between nitrogen-vacancy (NV) centers and
substitutional nitrogen in a diamond crystal was studied. It was demonstrated
that optically detected magnetic resonance signals (ODMR) can be used to
measure these signals successfully. The ODMR were detected at axial magnetic
field values around 51.2~mT in a diamond sample with a relatively high
(200~ppm) nitrogen concentration. We observed transitions that involve magnetic
sublevels that are split by the hyperfine interaction. Microwaves in the
frequency ranges from 1.3 GHz to 1.6 GHz ($m_S=0\longrightarrow m_S=-1$ NV
transitions) and from 4.1 to 4.6 GHz ($m_S=0\longrightarrow m_S=+1$ NV
transitions) were used.
To understand the cross-relaxation process in more detail and, as a result,
reproduce measured signals more accurately, a model was developed that
describes the microwave-initiated transitions between hyperfine levels of the
NV center that are undergoing anti-crossing and are strongly mixed in the
applied magnetic field. Additionally, we simulated the extent to which the
microwave radiation used to induce ODMR in the NV center also induced
transitions in the substitutional nitrogen via cross-relaxation.
The improved understanding of the NV processes in the presence of a magnetic
field will be useful for designing NV-diamond-based devices for a wide range of
applications from implementation of q-bits to hyperpolarization of large
molecules to various quantum technological applications such as field sensors.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, ダイヤモンド結晶中の窒素空孔(NV)中心と置換窒素との相互緩和について検討した。
光学的に検出された磁気共鳴信号(ODMR)を用いてこれらの信号の計測に成功した。
ODMRは比較的高い(200〜ppm)窒素濃度のダイヤモンド試料中の51.2〜mT付近の軸磁場で検出された。
超微細相互作用によって分裂する磁性サブレベルを含む遷移を観察した。
周波数帯のマイクロ波は1.3GHzから1.6GHz(m_S=0\longrightarrow m_S=-1$NV遷移)と4.1から4.6GHz(m_S=0\longrightarrow m_S=+1$NV遷移)であった。
クロスリラクシエーションの過程をより詳細に理解するため、測定信号をより正確に再現するために、反交差中であり、印加された磁場に強く混ざっているnv中心の超微細レベル間のマイクロ波開始遷移を記述するモデルを開発した。
さらに,NV中心でODMRを誘導するマイクロ波放射が,置換窒素の遷移を相互緩和によって誘発する程度をシミュレーションした。
磁場の存在下でのnv過程の理解の改善は、qビットの実装から大きな分子のハイパーポーラライゼーション、フィールドセンサーなどの様々な量子技術応用まで幅広い応用のために、nv-ダイアモンド系デバイスの設計に有用である。
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