論文の概要: Spectral Broadening and Ultrafast Dynamics of a Nitrogen-Vacancy Center Ensemble in Diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.00153v1
• Date: Sat, 31 Oct 2020 00:40:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-26 05:45:01.523388
• Title: Spectral Broadening and Ultrafast Dynamics of a Nitrogen-Vacancy Center Ensemble in Diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空洞中心アンサンブルのスペクトル拡大と超高速ダイナミクス
• Authors: Albert Liu and Steven T. Cundiff and Diogo B. Almeida and Ronald Ulbricht
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心の多くの応用は、スペクトル的に狭く安定な光学的ゼロフォノン線の遷移に依存している。 極低温におけるバルクダイヤモンド中のNV中心アンサンブルに多次元コヒーレント分光を適用した。 我々のスペクトルは、準局在化振動モードとピコ秒時間スケールでの超高速スペクトル拡散による熱劣化を明らかにする。
• 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: Many applications of nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond crucially rely on a spectrally narrow and stable optical zero-phonon line transition. Though many impressive proof-of-principle experiments have been demonstrated, much work remains in engineering NV centers with spectral properties that are sufficiently robust for practical implementation. To elucidate the mechanisms underlying their interactions with the environment, we apply multi-dimensional coherent spectroscopy to an NV center ensemble in bulk diamond at cryogenic temperatures. Our spectra reveal thermal dephasing due to quasi-localized vibrational modes as well as ultrafast spectral diffusion on the picosecond timescale. The intrinsic, ensemble-averaged homogeneous linewidth is found to be in the tens of GHz range by extrapolating to zero temperature. We also observe a temperature-dependent Stark splitting of the excited state manifold, relevant to NV sensing protocols.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(nv)中心の多くの応用は、スペクトル的に狭く安定な光ゼロフォノン線遷移に依存する。 多くの印象的な原理実証実験が実証されているが、実用的実装に十分頑健なスペクトル特性を持つ工学的nvセンターでは多くの研究が残っている。 環境との相互作用のメカニズムを明らかにするために, 極低温のバルクダイヤモンド中のnv中心アンサンブルに多次元コヒーレント分光法を適用する。 我々のスペクトルは、準局在化振動モードとピコ秒時間スケールでの超高速スペクトル拡散による熱劣化を明らかにする。 内在的, アンサンブル平均等質線幅は, 温度ゼロまで外挿することにより, 数十GHzの範囲内にあることがわかった。 また,nvセンシングプロトコルに関連する励起状態多様体の温度依存性スターク分解も観測した。

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