論文の概要: Nanoscale vector AC magnetometry with a single nitrogen-vacancy center in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.12044v1
• Date: Mon, 22 Mar 2021 17:48:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-07 04:28:52.058362
• Title: Nanoscale vector AC magnetometry with a single nitrogen-vacancy center in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の単一窒素空孔中心を有するナノスケールベクトル交流磁力計
• Authors: Guoqing Wang, Yi-Xiang Liu, Yuan Zhu, and Paola Cappellaro
• Abstract要約: ナノスケールでの交流磁場の検出は、基礎物理学から材料科学まで幅広い応用において重要である。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心のような孤立量子スピン欠陥は、高い感度で所望の空間分解能を達成することができる。 本稿では,交流磁場のベクトル成分を再構成するために単一のNVを利用するプロトコルを提案し,実験的に実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.640305033813068
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Detection of AC magnetic fields at the nanoscale is critical in applications ranging from fundamental physics to materials science. Isolated quantum spin defects, such as the nitrogen-vacancy center in diamond, can achieve the desired spatial resolution with high sensitivity. Still, vector AC magnetometry currently relies on using different orientations of an ensemble of sensors, with degraded spatial resolution, and a protocol based on a single NV is lacking. Here we propose and experimentally demonstrate a protocol that exploits a single NV to reconstruct the vectorial components of an AC magnetic field by tuning a continuous driving to distinct resonance conditions. We map the spatial distribution of an AC field generated by a copper wire on the surface of the diamond. The proposed protocol combines high sensitivity, broad dynamic range, and sensitivity to both coherent and stochastic signals, with broad applications in condensed matter physics, such as probing spin fluctuations.
• Abstract（参考訳）: ナノスケールでの交流磁場の検出は、基礎物理学から材料科学まで幅広い応用において重要である。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心のような孤立量子スピン欠陥は、高い感度で所望の空間分解能を達成することができる。 しかし、現在ベクトル交流磁力計は、空間分解能の低下と単一のNVに基づくプロトコルの欠如により、センサーのアンサンブルの異なる方向の使用に依存している。 本稿では,1つのNVを用いて連続駆動を異なる共振条件に調整することにより,交流磁場のベクトル成分を再構成するプロトコルを実験的に提案する。 ダイヤモンド表面上の銅線により生成された交流電界の空間分布をマッピングする。 提案プロトコルは、コヒーレント信号と確率信号の両方に対して高い感度、広いダイナミックレンジ、および感度を結合し、スピン揺らぎの探索のような凝縮物質物理学における幅広い応用を組み合わせる。

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