論文の概要: nanoTesla magnetometry with the silicon vacancy in silicon carbide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.01137v2
- Date: Thu, 17 Jun 2021 13:19:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-26 01:40:01.793567
- Title: nanoTesla magnetometry with the silicon vacancy in silicon carbide
- Title（参考訳）: 炭化ケイ素中のシリコン空孔を有するナノテスラ磁気測定
- Authors: John B. S. Abraham (1), Cameron Gutgsell (1), Dalibor Todorovski (1),
Scott Sperling (1), Jacob E. Epstein (1), Brian S. Tien-Street (1), Timothy
M. Sweeney (1), Jeremiah J. Wathen (1), Elizabeth A. Pogue (2 and 3), Peter
G. Brereton (4), Tyrel M. McQueen (2 and 3 and 5), Wesley Frey (6), B. D.
Clader (1), Robert Osiander (1) ((1) Johns Hopkins University Applied Physics
Laboratory Laurel MD (2) Department of Chemistry Johns Hopkins University
Baltimore MD, (3) Institute for Quantum Matter Department of Physics and
Astronomy Johns Hopkins University Baltimore MD, (4) Department of Physics
United States Naval Academy Annapolis MD, (5) Department of Materials Science
and Engineering Johns Hopkins University Baltimore MD, (6) McClellan Nuclear
Research Center UC Davis McClellan CA)
- Abstract要約: 負電荷のシリコン空孔は 炭化ケイ素で研究された 主要なスピン欠陥の1つです
4Hケイ素炭化物中のシリコン空孔と光学的に検出された磁気共鳴に基づくナノテスラショットノイズ制限アンサンブル磁力計
- 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: Silicon Carbide is a promising host material for spin defect based quantum
sensors owing to its commercial availability and established techniques for
electrical and optical microfabricated device integration. The negatively
charged silicon vacancy is one of the leading spin defects studied in silicon
carbide owing to its near telecom photoemission, high spin number, and nearly
temperature independent ground state zero field splitting. We report the
realization of nanoTesla shot-noise limited ensemble magnetometry based on
optically detected magnetic resonance with the silicon vacancy in 4H silicon
carbide. By coarsely optimizing the anneal parameters and minimizing power
broadening, we achieved a sensitivity of 3.5 nT/$\sqrt{Hz}$. This was
accomplished without utilizing complex photonic engineering, control protocols,
or applying excitation powers greater than a Watt. This work demonstrates that
the silicon vacancy in silicon carbide provides a low-cost and simple approach
to quantum sensing of magnetic fields.
- Abstract（参考訳）: 炭化ケイ素は、商業的に利用可能であり、電気的および光学的マイクロファブリケーションデバイス統合のための確立された技術のため、スピン欠陥ベースの量子センサーのための有望なホスト材料である。
負電荷のシリコン空孔は、その近接テレコム光電子放出、高いスピン数、およびほぼ温度依存性の基底状態ゼロ電界分裂により、炭化ケイ素で研究される主要なスピン欠陥の1つである。
4h炭化ケイ素中のシリコン空隙を光学的に検出した磁気共鳴に基づくナノテスラショットノイズ制限アンサンブル磁気測定の実現について報告する。
陰極パラメータを粗く最適化し,消費電力を最小化することにより3.5 nT/$\sqrt{Hz}$の感度を実現した。
これは複雑なフォトニック工学、制御プロトコル、あるいはワットよりも大きい励起パワーを使わずに実現された。
この研究は、炭化ケイ素中のシリコン空孔が、磁場の量子センシングに低コストで簡単なアプローチを提供することを示した。
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