論文の概要: Vibrational and vibronic structure of isolated point defects: the
nitrogen-vacancy center in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.04320v4
- Date: Fri, 6 Aug 2021 14:51:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 18:32:33.585880
- Title: Vibrational and vibronic structure of isolated point defects: the
nitrogen-vacancy center in diamond
- Title（参考訳）: 孤立点欠陥の振動・振動構造:ダイヤモンド中の窒素空孔中心
- Authors: Lukas Razinkovas, Marcus W. Doherty, Neil B. Manson, Chris G. Van de
Walle, Audrius Alkauskas
- Abstract要約: 希薄限界における点欠陥の振動特性と振動特性に関する理論的研究を行う。
例として、多くの量子技術のプロトコルのテストベッドとして機能する固体系である負電荷の窒素空孔中心を選択する。
- 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: We present a theoretical study of vibrational and vibronic properties of a
point defect in the dilute limit by means of first-principles density
functional theory calculations. As an exemplar we choose the negatively charged
nitrogen-vacancy center, a solid-state system that has served as a testbed for
many protocols of quantum technology. We achieve low effective concentrations
of defects by constructing dynamical matrices of large supercells containing
tens of thousands of atoms. The main goal of the paper is to calculate
luminescence and absorption lineshapes due to coupling to vibrational degrees
of freedom. The coupling to symmetric $a_1$ modes is computed via the
Huang-Rhys theory. Importantly, to include a nontrivial contribution of $e$
modes we develop an effective methodology to solve the multi-mode $E \otimes e$
Jahn-Teller problem. Our results show that for NV centers in diamond a proper
treatment of $e$ modes is particularly important for absorption. We obtain good
agreement with experiment for both luminescence and absorption. Finally, the
remaining shortcomings of the theoretical approach are critically reviewed. The
presented theoretical approach will benefit identification and future studies
of point defects in solids.
- Abstract（参考訳）: 第一原理密度汎関数理論計算による希薄限界における点欠陥の振動特性と振動特性に関する理論的研究を行う。
例として、多くの量子技術のプロトコルのテストベッドとして機能する固体系である負電荷の窒素空孔中心を選択する。
我々は,数万の原子を含む大型スーパーセルの動的行列を構築することにより,欠陥の有効濃度を低くする。
この論文の主な目的は、振動の自由度との結合による発光と吸収線形状の計算である。
対称$a_1$モードへの結合は、Huang-Rhys理論によって計算される。
重要なことに、$e$モードの非自明な貢献を含むために、マルチモード $e \otimes e$ jahn-teller 問題を解く効果的な方法を開発します。
その結果,ダイヤモンド中のnv中心では,e$モードの適切な処理が特に吸収に重要であることがわかった。
我々は発光と吸収の両方の実験とよく一致した。
最後に、理論的アプローチの残りの欠点を批判的にレビューする。
提案された理論的アプローチは、固体中の点欠陥の同定と将来の研究に役立つ。
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