論文の概要: Quantum Sensing of Insulator-to-Metal Transitions in a Mott Insulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.02886v1
• Date: Mon, 7 Sep 2020 04:38:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-03 07:31:38.047048
• Title: Quantum Sensing of Insulator-to-Metal Transitions in a Mott Insulator
• Title（参考訳）: mott絶縁体における絶縁体-金属転移の量子センシング
• Authors: Nathan J. McLaughlin, Yoav Kalcheim, Albert Suceava, Hailong Wang, Ivan K. Schuller and Chunhui Rita Du
• Abstract要約: ダイヤモンドの光学活性原子欠陥である窒素空孔(NV)中心は、量子センシング、ネットワーク、計算用途に多大な関心を集めている。 近位モット絶縁体における電気駆動型絶縁体-金属転移(IMT)の局所的検出について報告する。
• 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: Nitrogen vacancy (NV) centers, optically-active atomic defects in diamond, have attracted tremendous interest for quantum sensing, network, and computing applications due to their excellent quantum coherence and remarkable versatility in a real, ambient environment. Taking advantage of these strengths, we report on NV-based local sensing of the electrically driven insulator-to-metal transition (IMT) in a proximal Mott insulator. We studied the resistive switching properties of both pristine and ion-irradiated VO2 thin film devices by performing optically detected NV electron spin resonance measurements. These measurements probe the local temperature and magnetic field in electrically biased VO2 devices, which are in agreement with the global transport measurement results. In pristine devices, the electrically-driven IMT proceeds through Joule heating up to the transition temperature while in ion-irradiated devices, the transition occurs non-thermally, well below the transition temperature. Our results provide the first direct evidence for non-thermal electrically induced IMT in a Mott insulator, highlighting the significant opportunities offered by NV quantum sensors in exploring nanoscale thermal and electrical behaviors in Mott materials.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの光学活性原子欠陥である窒素空孔(NV)中心は、その優れた量子コヒーレンスと実環境における顕著な汎用性により、量子センシング、ネットワーク、およびコンピューティング用途への大きな関心を集めている。 これらの強みを生かして,電気駆動絶縁体-金属間遷移(imt)のnvに基づく局所センシングについて報告する。 プリシンおよびイオン照射vo2薄膜の抵抗スイッチング特性を光学的に検出したnv電子スピン共鳴測定により検討した。 これらの測定は、大域的な輸送測定結果と一致する電気バイアスのVO2デバイスにおける局所温度と磁場を調査する。 プリスタン装置では、電気駆動型IMTはジュールを転移温度まで加熱し、イオン照射装置では遷移温度よりかなり低い温度で非熱的に遷移が起こる。 以上の結果から,モット材料におけるナノスケール熱・電気的挙動の探索において,NV量子センサがもたらす重要な可能性を明らかにし,非熱的電気誘起IMTの直接的証拠を初めて提示した。

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